Essais & Simulations 157

DOSSIER 42 48
Spécial Défense /
armement
Des campagnes
d’essais sous haute
tension
MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ 6
Quelles solutions IoT pour la mesure et le
contrôle ?
ESSAIS ET MODÉLISATION 20
Spécial Astelab / Essais mécaniques + Focus :
Simulation
N° 157 • MAI - JUIN - JUILLET 2024 • 20 €

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ÉDITORIAL
Industriels européens et français,
prenez garde à vos fleurons !
Olivier Guillon
Rédacteur en chef
Dans ce nouveau numéro d’Essais & Simulations, plusieurs grands dossiers évoquent
tour à tour les avancées dans le domaine de la simulation numérique, les essais mécaniques
– avec la tenue de l’événement Astelab 2024 au sein de l’Insa de Rouen à la fin
juin – et naturellement dans le secteur de la défense et de l’armement à l’occasion de
la biennale d’Eurosatory à Villepinte.
Ce salon se tient pour la deuxième fois en pleine guerre en
Ukraine – à laquelle s’est ajoutée le conflit « Israël-Rafah »
mais aussi tous ceux qui « n’intéressent personne » comme
au Soudan, au Yémen, en Syrie, au Burkina Faso, en Somalie
et j’en passe... L’occasion pour l’industrie européenne de
la défense de montrer ses muscles, du moins économiquement.
Des fleurons européens mais aussi français (tels que
Nexter, Safran Electronic Defense, Thales, KDNS, Dassault
Aviation, Naval Group, DCNS, MBDA…) ont donc de beaux
jours devant eux.
« Ce que l’on pensait
jusqu’alors être des
fleurons intouchables
peuvent très vite
devenir des proies
bousculées sur les
terres d’une Europe
encore très naïve en
matière de protection
de son industrie »
Mais attention à la concurrence… en particulier chinoise. Car
ce que l’on pensait jusqu’alors être des fleurons intouchables
peuvent très vite devenir des proies bousculées sur les terres
d’une Europe encore très naïve en matière de protection de son économie et de son industrie. À
l’exemple de la déferlante des voitures électriques chinoises après que Bruxelles ait choisi d’ouvrir
en grand son marché en bannissant les moteurs thermiques en 2035… ou encore avec l’arrivée
discrète du Chinois CRRC, le n°1 mondial du ferroviaire, qui a choisi la Hongrie pour créer
un site de production et ainsi mettre un pied en Europe, continent qui a refusé il y a cinq ans la
fusion entre Alstom et Siemens. Garder deux fleurons au risque de les perdre dans les années à
venir, un choix discutable...●
Olivier Guillon
Envie de réagir ?
@EssaiSimulation
ÉDITEUR
MRJ Informatique
Le Trèfle
22, boulevard Gambetta
92130 Issy-les-Moulineaux
Tel : 01 84 19 38 10
Fax : 01 34 29 61 02
Direction :
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Directeur de publication :
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Directeur des rédactions :
Olivier Guillon
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Prix au numéro : 20€
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l’étranger, 4 numéros en version
numérique : 60 € TTC
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+ papier : 85 € TTC Règlement par
chèque bancaire à l’ordre de MRJ
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Maquette :
Société Afrive digital Services
Impression :
GT Print EOZ
6 Rue d'Alembert
78190 Trappes
N°ISSN :
1632 - 4153
N° CPPAP : 1026 T 94043
Dépôt légal : à parution
Périodicité : Trimestrielle
Numéro : 157
Date : mai - juin - juillet 2024
RÉDACTION
Ont collaboré à ce numéro :
Catherine Cadieux (Wormsensing),
Mathilde Cauhope (Airbus Defence
and Space), Jean-Michel Courzeraux
(Socitec), Emil Garnell (Wormsensing),
Cédric Laurent (Airbus Defence and
Space), Jérôme Lopez (CFM), Cédric
Moreau (Socitec), Jean-Sebastien Moulet
(Wormsensing), Julien Pavier (KNDS
Ammo France), Patrycja Perrin (ASTE),
Jennifer Vazquez-Casaubon (Airbus
Defence and Space), Pierre Weber
Comité de rédaction :
Estelle Duflot (Réseau Mesure),
Didier Large (Nafems), Jérôme Lopez (CFM),
Patrycja Perrin (ASTE)
PHOTO DE COUVERTURE :
iStock
Toute reproduction, totale ou partielle,
est soumise à l’accord préalable de la
société MRJ.
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ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I1

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SOMMAIRE
DOSSIER
LE CONTRÔLE QUALITÉ DEVENU
UN OUTIL INCONTOURNABLE
48
48 - Des essais en environnement toujours indispensables dans le
domaine de la défense
52 - Le LNE inaugure en grandes pompes LE.IA, son laboratoire
d’évaluation de l’intelligence artificielle
54 - Avec Nomad, Metravib Engineering entend être un partenaire à part entière des
industriels de la défense
55 - Symétrie, l’un des leaders mondiaux de mécanismes à structure parallèle de type
hexapode depuis plus de 20 ans
56 - Essais et simulations au service du développement des systèmes électroniques
embarqués dans les munitions tirées au canon
60 - Dernières technologies d'essais pour des applications exigeantes
MESURES
6 - Mesures Solutions Expo2024, le salon
sur mesure de la rentrée !
8 - CIM2025, la mesure et la métrologie
au coeur de l’industrie
10 - Sido, un rendez-vous devenu
incontournable des IOT, IA, XR et
robotique
12 - Aperçu de plusieurs solutions d’IoT et
d’IA en vogue dans l’industrie
13 - Mesure de couple grâce aux capteurs
à fibre optique Optel-Texys
14 - Car2x et IA : l’utilisation de l’intelligence
artificielle au service de la sécurité
dans les tunnels routiers
16 - Révolutionner les performances
de mesure des essais de turbines
: le scanner de pression Scanivalve
DSA5000
ESSAIS ET MODÉLISATION
>> Spécial Astelab 2024
18 - Astelab 2024 à l’Insa Rouen : plus
qu’un choix, une évidence
20 - Astelab 2024 : demandez le programme !
21 - Des essais multi-axiaux aggravés
pour la fiabilité et la durabilité des
structures
22 - Optimisation des essais mécaniques
chez Airbus Defence and Space
26 - Essais sur les batteries : sécurité et
fiabilité des essais dans un domaine
en constante évolution
30 - Next-gen 2D piezoceramic dynamic
strain sensor, Dragonfly
© EikoSim
44 - Comsol Multiphysics
46 - EikoSim
47 - Simulation de la fabrication additive
métallique : AdditiveLab-Research
5, allie rapidité, précision et
personnalisation
OUTILS
63 - Journée technique ASTE – CEA LIST
à Paris-Saclay (91)
17 - De nouveaux capteurs optiques pour
les installations de production
Leila Khalij responsable scientifique des
essais de fatigue vibratoire à l’Insa de Rouen
>> Spécial Simulation / Guide d’achat
36 - La continuité numérique pour une
optimisation de la traçabilité, la
vérification et la validation
63 - Formation SAFI - Statistical Analysis
For Industry
64 - Au sommaire du prochain numéro
64 - Index des annonceurs et des
entreprises citées
64 - Le chiffre à retenir
© Acoem
40 - Isolation aux séismes et simulation «
multicorps » Symos
65 -Programme des Formations ASTE
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I3

NOS DOSSIERS EN UN CLIN D’OEIL
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© Sheldon Cohen
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© Comsol
DOSSIER
MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ
ÉVÉNEMENT
ESSAIS ET MODÉLISATION
Entrée de l’Insa-Rouen
Les essais dans la défense sous
pression p. 48 à 62
En pleine période de guerres – la plus « riche » en conflits depuis
le début de ce millénaire – le salon biennal Eurosatory s’ouvre à
Villepinte à la mi-juin. L’occasion pour la revue Essais & Simulations
de revenir sur les métiers et les technologies en matière de tests,
de simulation et de moyens de mesure en lien avec une production
soumise aujourd'hui à l’entrée de l’Europe dans une « économie de
guerre ».
Les IoT au cœur de la stratégie de
mesure p. 6 à 17
Les capteurs intelligents et autres IoT se font de plus en plus
nombreux dans les laboratoires d’essais mais aussi dans les
ateliers de production afin de suivre l’état de santé des machines
et des équipements. À l’occasion du Sido qui se déroulera en
septembre à Lyon, le magazine revient sur quelques innovations
dans le domaine, des solutions pouvant intéresser nos lecteurs
à la recherche de plus de productivité.
Astelab de retour fin juin à l’Insa de
Rouen p. 18 à 34
Les essais mécaniques seront à l’honneur lors de cette nouvelle
édition d’Astelab, au début de l’été. Avec au programme deux jours
très riches de conférences techniques sur les moyens d’essais,
de simulation et de mesure et l’interview croisée entre ASTE
et une école d’ingénieurs très impliquée dans les métiers des
essais, située au cœur d’un bassin industriel particulièrement
dynamique et riche matière de tests.
La simulation numérique à l’honneur
p. 35 à 47
Alors que l’IA semble conquérir les industriels, la simulation
profite des avancées dans ce domaine encore naissant. Les outils
logiciels, toujours plus conviviaux et ouverts à un plus grand
nombre d’utilisateurs, se confrontent toutefois à la gestion de
données de plus en plus denses sur des projets toujours plus
complexes… aux laboratoires et aux bureaux d’études de trouver
l’argent mais aussi les compétences nécessaires.
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I5

MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ
ÉVÉNEMENT
Mesures Solutions Expo2024, le salon sur
mesure de la rentrée !
Cette année, la nouvelle édition du salon Mesures Solutions Expo2024 se tiendra à la
Cité Centre des Congrès de Lyon les 16 et 17 octobre. Organisé par le Réseau Mesure, cet
évènement très convivial permet de répondre dans un seul et même lieu à toutes les questions
de mesure et de métrologie que se posent les professionnels et les industriels.
Evénement
phare du
marché de
la mesure,
le Salon Mesures
Solutions Expo2024
est le reflet de notre
monde industriel en
pleine évolution : le
besoin grandissant des industriels de rechercher l’efficacité énergétique
est maintenant au centre de toutes les préoccupations.
De nombreux défis liés à la durabilité des entreprises sont pris en
compte dans un contexte économico-politique instable. « De plus,
nous observons l’arrivée concrète de l’IA et de l’IoT sur de plus en plus
d'applications, observe-t-on au sein du Réseau Mesure. Ces évolutions
seront notamment visibles sur Mesures Solutions Expo2024 ».
Avec des préoccupations de son temps, le salon Mesures Solutions
Expo2024 se place désormais comme un rendez-vous majeur dans
le calendrier national du domaine : la seule exposition sur le territoire
français dédiée aux solutions de la mesure, des capteurs et
des systèmes d’étalonnage. Cette biennale incontournable touche
toute la chaine de la mesure : les acteurs du process, les ingénieurs,
les techniciens, de la qualité à la production, en passant par le
contrôle et la maintenance.
300 MARQUES REPRÉSENTÉES À TRAVERS 150
EXPOSANTS ET UN BEAU PLATEAU DE CONFÉRENCES
Être au plus près des clients, telle est la devise des exposants. En
proposant une offre générale qui répond à des besoins multiples,
sont réunis les professionnels de la mesure sur un même lieu afin
de proposer des solutions complètes. Les visiteurs peuvent ainsi
accéder à une offre diversifiée, quels que soient leurs attentes, les
techniques et les procédés utilisés.
Huit conférences, deux tables rondes et vingt-quatre exposés
thématiques techniques sont au programme de cette édition. Des
moments privilégiés d’échanges sur les problématiques industrielles
quotidiennes ou plus avancées du processus de mesure avec les
experts présents, le salon Mesures Solutions Expo2024 se donne
en effet pour objectif de présenter des bonnes pratiques de mesure
et de favoriser le partage des savoir-faire.
Le CFM présentera quatre conférences sur les bonnes pratiques
et les évolutions métrologiques notamment sur la digitalisation
et l’ensemble des processus de la mesure. vingt-quatre exposants
expliciteront des applications autour de sujets variés dédiés à la
mesure industrielle ou en laboratoire.
Retrouvez le programme complet en vous rendant sur :
mesures-solutions-expo.fr/conferences/
ou en scannant ce Qrcode :
LE CFM PARTENAIRE DU SALON MESURES
SOLUTIONS EXPO2024
Par ailleurs se dérouleront également les Journées de la Mesure
2024, (JM2024) organisées par le Collège français de métrologie
(CFM). Celles-ci auront à nouveau lieu en partenariat avec le Salon
Mesures Solutions Expo2024 pour un duo gagnant !
Le Collège français de métrologie, réunit quelques 400 entreprises
adhérentes représentant près de 700 personnes en 2023,
des offreurs de solutions (fabricants et prestataires) et des utilisateurs
de moyens de mesure de tous les secteurs d’activités. Le
CFM diffuse les bonnes pratiques métrologiques et favorise les
rencontres et les échanges entre tous les acteurs de la mesure au
travers de ses diverses actions.
6 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ
Les Journées de la Mesure associent des conférences méthodologiques à
des ateliers de mise en pratique dans un format original permettant aux
participants et aux intervenants d’échanger sur des problématiques opérationnelles,
concrètes. Les Journées de la Mesure ont lieu tous les deux ans
et réunissent tous les acteurs dont la mesure est le quotidien pour mettre
à jour leurs connaissances et bonnes pratiques en mesure et métrologie.
Les thèmes abordés en 2024 traiteront de la maitrise des processus de
mesure de façon globale et puis spécifiquement des problématiques en
gestion des fluides, en mesures dimensionnelles et en pesage/jaugeage
industriel. Les ateliers seront animés par des experts industriels adhérents
du CFM et sponsors de l’événement. Participer au J’M, c’est apprendre à
conjuguer rigueur et pragmatisme !
Retrouvez bientôt le programme complet en vous rendant sur :
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L’INNOVATION AU CŒUR DE MESURES SOLUTIONS EXPO2024
L’évènement dédie un espace pour les aux start-up afin qu’elles puissent
présenter leurs projets. Le monde de la mesure évolue et touche de plus en
plus de domaines pour lesquels de nouvelles expertises sont maintenant
disponibles. Ont déjà répondu présentes Dronoxy, Labomasse S.A.S, LMC
Electronic, Advarna, Cy Transfer.
Retrouvez la liste des start-up à cette adresse :
mesures-solutions-expo.fr/edition/2024/
UN ESPACE EMPLOI
ou en scannant ce Qrcode :
Le Salon Mesures Solutions Expo2024 accueillera enfin plusieurs classes
d’étudiants afin de faire découvrir les métiers de la mesure : « la mesure
est partout et sert à tout ! Réduire sa consommation d'énergie, contrôler
la qualité de l'eau, réguler une température, voyager en sécurité »,
insiste-t-on au sein du Réseau Mesure. ●
Locking
Size
Keying
Shell Types
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Plating
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ø 35.0 mm (plugs)
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Pierre Weber
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I7

MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ
ÉVÉNEMENT
CIM2025, la mesure et la métrologie au
coeur de l’industrie
Pour sa troisième édition consécutive, le Congrès international de métrologie (CIM) renouvelle
son partenariat avec Global Industrie, le plus grand salon industriel français, renforçant ainsi
sa position de rendez-vous incontournable pour l'industrie et la recherche dans le domaine de
la métrologie.
Jérôme Lopez
Directeur du CFM
Véritable vitrine industrielle
et fierté nationale,
le salon réunit près de 50
000 industriels et contribue
à la réindustrialisation du pays
en fédérant l’ensemble des acteurs
de la chaîne de valeur. Organisé
conjointement du 11 au 14 mars 2025
à Eurexpo Lyon, le Congrès est, quant
à lui, un carrefour où la science, l'industrie
et les acteurs de la métrologie
se rencontrent pour promouvoir
l'innovation sous toutes ses formes.
Cet événement met en lumière les
meilleures pratiques industrielles et
la recherche appliquée aux contrôles,
essais, mesures, étalonnages et plus
largement tout ce qui contribue à la
qualité des données de mesure.
thème « une nouvelle métrologie pour une industrie et une
société durables », prévoit d’accueillir près de 600 participants
en provenance de 45 pays, dont 65% d’industriels de
tous secteurs d’activité et 35% d’organismes, de laboratoires
et d’enseignants, la plupart étant originaires de l'étranger. La
ligne directrice du congrès permettra d’aborder des questions
pour l’industrie devenus des enjeux de société : la décarbonation
de l’industrie, le contrôle et la réduction des émissions,
la métrologie aux service des nouvelles énergies…
UN LIEU D’ÉCHANGES ENTRE LE MONDE
ACADÉMIQUE ET LE MONDE INDUSTRIEL
Le CIM est le lieu incontournable pour faire de la veille technique
sur les dernières avancées en métrologie dans tous les domaines de
mesure, dimensionnelle, mécanique, de température, de débit, électrique,
etc. De plus, les thématiques autour de la digitalisation seront
présentes avec les certificats d’étalonnage digitaux qui commencent à
En étant un espace d'interaction
unique, le CIM2025 présente les
dernières avancées métrologiques
et encourage la collaboration entre
les parties prenantes clés de l'industrie.
L’édition 2025 organisé sous le
8 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ
de ces projets de venir présenter à un public
plus large les résultats des travaux réalisés
dans ce cadre.
CONSOLIDER LE LIEN ENTRA
MÉTROLOGIE ET QUALITÉ
être proposés par certains fabricants d’instruments de mesure et dont
l’enjeu des années à venir sera leur démocratisation et leur utilisation
par tous les acteurs de la chaîne de valeur : les fabricants d’instruments
de mesure, les laboratoires d’étalonnage privés, les laboratoires
nationaux de métrologie et bien sûr les utilisateurs finaux de
mesure pour leurs applications industrielles.
L’autre sujet majeur lié à la digitalisation est la métrologie au service
de l’intelligence artificielle notamment pour fiabiliser les bibliothèques
de données utilisées pour l’apprentissage des algorithmes
d’IA. C’est un enjeu futur majeur qui va faire bouger les lignes, faire
évoluer les métiers, notamment celui de métrologue qui devient un
data analyst ou plus précisément celui qui s’assure que les données
(de mesure) sont fiables.
On retrouvera ces thématiques lors de présentations orales, de
sessions posters mais aussi de table-rondes. Celles-ci aborderont
la thématique environnementale, ligne directrice du CIM2025,
le thème des capteurs et notamment l’utilisation des technologies
quantiques, le thème de l’évolution du métier de métrologue et
enfin comment les infrastructures qualité vont favoriser et accélérer
la digitalisation. La thématique des capteurs permettra de
faire des liens plus nombreux entre le congrès et la partie exposition
(Village Métrologie) dans Global Industrie.
De plus, nous lançons pour la première fois sur le CIM, des cours
(short courses) qui se rapprochent de formats de formation courte
par des experts et pour un public de non spécialistes de la thématique
abordée.
Enfin, nous souhaitons continuer le mouvement lancé il y a
deux éditions maintenant, d’avoir des événements partenaires,
workshops de projets européens, permettant aux consortiums
Le CIM2025 est présidé par Martin Milton,
directeur du Bureau international des poids
et mesure (BIPM), la plus haute instance au
niveau mondial en métrologie. Nous aurons
l’occasion lors du CIM de fêter les 150 ans
de la convention du mètre et consacrer
ainsi la place de la France dans la métrologie
mondiale. Le comité d’organisation du
CIM est le reflet de l’ouverture du CIM, vers
l’industrie avec des entreprises expertes dans
la mesure et la métrologie, mais aussi utilisatrices
comme EDF, Essilor Luxottia, Safran,
Shell, Trescal, Zeiss, Beamex ou Marposs.
Il reflète aussi le souhait de consolider le lien
entra métrologie et qualité avec la présence
d’European Accreditation, du Cofrac, de
l’ISO, l’OIML. Et enfin, il garde son ADN de
lieu de rencontre et d’échange entre les Instituts
nationaux de métrologie en particulier
européens avec le LNE, Metas, NIST, NPL,
PTBSPF Economy CEM et d’autres acteurs
comme le Cetiat, l’Ensam, Eurolab, Ineris,
Syke, Evalu8Tion.
Le programme détaillé du CIM sera publié en
novembre. Pour l’heure, l’appel à conférences
est ouvert à tous ceux qui souhaitent partager
des résultats de recherche, des innovations de
produits, d’usages, dans les domaines de la
mesure et de la métrologie :
https://www.cim-metrology.org/en/callfor-abstracts
Pour une industrie durable dans un monde
durable, nous faisons le pari de la métrologie
avec le CIM2025 dans Global Industrie
à Lyon. ●
Jérôme Lopez (CFM)
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I9

MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ
ÉVÉNEMENT
Sido, un rendez-vous devenu incontournable
des IOT, IA, XR et de la robotique
Sido Lyon, l’événement phare de la convergence des technologies IoT, IA, XR et Robotique,
donne rendez-vous les 18 et 19 septembre prochaine à la Cité Internationale, pour célébrer dix
ans d’innovations et de transformations ! Ce millésime anniversaire est le reflet de sa maturité
et de son engagement continu aux côtés des entreprises industrielles ou de services.
RDV clef dans le calendrier des décideurs, Sido
accompagne les entreprises dans leurs projets de
digitalisation depuis 2015. Des briques innovantes
aux solutions complètes et clef-en-mains, toute la
chaîne de valeur est représentée. Situé au cœur de la métropole
de Lyon et de la Région Auvergne-Rhône-Alpes, ce salon
bénéficie d’un tissu industriel puissant et varié : métallurgie,
plasturgie, chimie, électronique, industrie pharmaceutique,
agroalimentaire, textile, machines et équipements…
QUE RÉSERVE LA PROCHAINE ÉDITION ?
Selon les organisateurs de l’événement, le Sido entend proposer une
offre enrichie avec plus de 350 exposants attendus. Aussi, le « Lyon
Cyber Expo by Sido », le nouvel événement B2B de la Cybersécurité
pour les PME, ETI et les grands groupes, se tiendra conjointement
au salon. Par ailleurs, une zone baptisée Impact by Sido
sera entièrement dédiée aux acteurs oeuvrant pour un numérique
plus responsable et engagé. Enfin, le Sido mettra en avant plus de
soixante-dix conférences basées sur des retours d’expérience, des
plénières prospectives ainsi que des Workshops de partage de
bonnes pratiques.
20% DE SURFACE SUPPLÉMENTAIRES POUR
ACCUEILLIR LYON CYBER EXPO
À l’heure où l’industrie du futur connait un changement de paradigme,
ne se limitant plus à la modernisation de l’outil de production
ou à la digitalisation de ses process, et incluant désormais les
questions environnementales et de sécurisation des données, Sido
poursuit sa croissance en lien avec les évolutions et priorités du
marché. Ainsi, le salon accueillera cette année Lyon Cyber Expo,
l’événement business de la cybersécurité à destination des PME,
des ETI et des grands groupes.
Avec une estimation à 20 milliards d’objets connectés dans le
monde aujourd’hui et une croissance moyenne de 20% chaque
année, l’IoT est devenu la porte d’entrée fétiche des hackers. Alors
que les attaques sont de plus en plus violentes, dopées elles-aussi
à l’IA, les crises cyber se transforment rapidement en crises systémiques
avec des conséquences lourdes sur l’ensemble des composantes
business.
Avec Lyon Cyber Expo by Sido, la mission des organisateurs est
claire : créer une plateforme d’échange business où industriels, «
tech leaders » et monde de la recherche peuvent collaborer, partager
leurs connaissances, créer de nouveaux partenariats technologiques
et concevoir des projets concrets pour protéger l’écosystème
numérique de nos entreprises. Objectif ? Rendre la cybersécurité
accessible, notamment aux PME et ETI. ●
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Pierre Weber
10 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

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ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I11

MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ
PANORAMA
Aperçu de plusieurs solutions d’IoT et d’IA en
vogue dans l’industrie
Face aux contraintes de performances, de productivité et de qualité, les industriels doivent
s’armer de plus en plus d’outils leur permettant de suivre au plus près et en temps réel
leurs lignes de process. Et ces outils reposent bien souvent sur les objets connectés voire de
l’intelligence artificielle.
UNE NOUVELLE APPLICATION POUR LA
SURVEILLANCE DES VANNES INDUSTRIELLES
Au printemps, la société Asystom a lancé une application
innovante destinée à la surveillance des vannes
industrielles. Sans fil et non intrusive dans l’environnement,
celle-ci peut être installée en seulement quelques
minutes. Conçue en partenariat avec le site industriel italien de
TotalEnergies (Tempa Rossa) situé en Basilicate, cette solution
repose sur l'internet des objets (IoT) et l'intelligence artificielle
(IA), offrant une surveillance en temps réel et autonome – sans
intervention humaine – des vannes industrielles, détectant ainsi
toute fuite interne due à l'usure de la vanne.
Utilisant des technologies
ultrasonores
associées à des algorithmes
d'apprentissage
uniques, « Asystom-
Predict - Surveillance
de vannes » s’adapte
à tout type de vanne
et d’industrie, quelle
que soit la nature des
fluides ou les conditions
d'utilisation. Son
système de fixation
externe, sans aucune
intrusion, permet une
installation rapide en quelques minutes, même dans des environnements
dangereux, offrant ainsi une flexibilité optimale aux opérateurs.
Dès son installation sur la vanne, l'application commence
à analyser son fonctionnement, enregistrant les cycles d'ouverture
et de fermeture. Après une période d'apprentissage, l'application
fournit des informations précises sur l'état de la vanne ainsi
que des alertes en cas de suspicion de fuite, permettant ainsi une
intervention préventive avant que les problèmes ne s'aggravent.
UNE PRÉCISION AU MICROMÈTRE PRÈS
De nombreuses applications industrielles nécessitent des
détections précises de distances par rapport à des surfaces
métalliques, qu’il s'agisse de la détection de tôles dans l’industrie
automobile ou de distances sur des broyeurs dans
le secteur alimentaire. Dans ces applications, ces nouveaux
détecteurs de distance constituent une alternative performante
aux systèmes de mesure onéreux. C’est la raison pour
laquelle le spécialiste allemand du capteur industriel ifm electronic
a lancé P|Prox, une gamme de détecteurs capables d’apporter
davantage de précision dans la mesure et la détection
de distance.
Grâce à un principe de détection inductif sans contact, ces
détecteurs mesurent des distances de l’ordre du micromètre et
les transmettent sous forme de valeur de distance via IO-Link.
Le type de métal n’a aucune influence sur la valeur mesurée.
Seul le facteur de forme de la cible influence l’étendue de
mesure possible ainsi que la précision du détecteur. Le détecteur
est calibré en usine et livré prêt à l’emploi. « Grâce à la
calibration 1 point ou la calibration 3 points, laquelle est encore
plus précise, IO-Link assure une précision de mesure optimale
même si les facteurs de forme de la cible divergent », affirmet-on
chez le fabricant allemand.
Ces détecteurs sont disponibles en boîtiers industriels stan-
12 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ
dards M12, M18 ou M30 d’une longueur
de 60 mm pour une installation encastrée
ou non encastrée. Les détecteurs ont un
boîtier fileté en acier inoxydable et sont
résistants aux champs magnétiques. Ils
atteignent ainsi un indice de protection
élevé jusqu’à IP69K pour une utilisation
dans des environnements exigeants.
LIBÉRER LE POTENTIEL D’UN
SYSTÈME DE SURVEILLANCE
VIBRATOIRE
PCB Piezotronics, via sa marque IMI
Sensors, vient d’annoncer la sortie d’un
nouveau modèle d’accéléromètre dédié à
la surveillance vibratoire. Issu du savoirfaire
historique de l’entreprise en matière de conception
de capteurs fiables et robustes, il s’agit du premier-né des
accéléromètres de PCB Piezotronics qui soit entièrement
programmable et doté du protocole universel IO-Link.
Conçu avec la technologie ICP piézoélectrique, laquelle
permet d’obtenir une précision rigoureuse et une exactitude
plus élevée des données d'état des machines, ce
nouveau capteur de haute technologie entend « redéfinit
complètement les possibilités de surveillance et de
contrôle industriels », indique-t-on chez PCB Piezotronics.
Monté directement sur les équipements industriels,
celui-ci est connecté avec un câble et connecteur M12 à
quatre broches, à un maître IO-Link, un appareil multicanal
24 VDC chargé de contrôler la communication du
capteur et de fournir des informations directement au
réseau de l'usine. ●
PUBLICOMMUNIQUÉ
INNOVATION EN ÉLECTRONIQUE EMBARQUÉE
Mesure de couple grâce aux capteurs à fibre
optique Optel-Texys
Célébrant cette année ses 25 ans, Texys s'est imposé
comme un expert des technologies de mesure, peaufinant
au fil des années son savoir-faire en fournissant des
produits et des services technologiques haut de gamme,
sur mesure. Texys conçoit, développe, fabrique et distribue des solutions
embarquées et de laboratoire pour la mesure de grandeurs
physiques telles que la pression, l'effort, la température, le courant
et l'inertie, en maîtrisant diverses technologies : infrarouge, fibre
optique, extensométrie, communication
sans fil et conditionnement du
signal, entre autres.
Texys et sa filiale Optel-Texys offrent
une solution sans contact, l’OF-C2T,
un outil embarqué de calcul de
couple combinant des tachymètres
à fibre optique développés et continuellement
améliorés depuis plus de
30 ans, et un algorithme propriétaire
dédié.
Son principe repose sur la détection optique d'éléments périodiques
disposés en deux points sur un arbre en rotation. En connaissant les
paramètres mécaniques de l'arbre tels que la rigidité en torsion ou
le diamètre, la distance entre les points de détection et le module
d'élasticité, nous pouvons extraire le couple dynamique. Les résultats
sont affichés directement sur l'outil ou peuvent être transférés
vers le système d'acquisition avec une sortie analogique, un protocole
CAN ou Ethernet.
Cette approche sans contact et non intrusive
offre de nombreux avantages : installation
facile et rapide, fonctionnement
sécurisé, immunité CEM, grande précision,
large plage de vitesse et large plage
de couple. ●
EN SAVOIR PLUS :
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I13

MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ
COMMUNIQUÉ
Car2x et IA : l’utilisation de l’intelligence artificielle
au service de la sécurité dans les tunnels routiers
Découvrez comment la combinaison de l’IA et notre solution Car2x rend le trafic routier plus sûr.
Comment les situations dangereuses dans les tunnels peuvent-elles être détectées rapidement
et minimisées ? Le projet KITT démontre précisément ces questions et s’est achevé avec succès
par une démonstration dans le tunnel Rosenstein à Stuttgart, en Allemagne.
SURVEILLANCE DES TUNNELS PAR IA
Les autoroutes et les routes construites avec des tunnels et
des ponts ne connectent pas uniquement les régions à l’intérieur
d’un pays mais également les pays entre-eux. Afin
d’améliorer la sécurité des routes dans les tunnels, l’Allemagne
et l’Autriche ont lancé le « KITT project ».
L’objectif de ce projet est de développer un système de
surveillance de tunnels en utilisant l’IA pour le traitement
des données. Celles-ci proviennent de capteurs positionnés
à l’intérieur du tunnel mais également des informations
du véhicule envoyées par la radio grâce aux unités
réceptrices de notre solution Car2x situées dans le tunnel.
Ensuite, l’IA reconnait un conducteur a contresens, par
exemple, basée sur les messages CAM (Cooperative Awareness
Message) envoyé par les radios des véhicules. Entre
autres, ces messages contiennent la position actuelle,
l’orientation, la vitesse et d’autres informations internes
aux véhicules. L’IA peut aussi utiliser ces informations
pour analyser le comportement du véhicule et déterminer
quand ce dernier roule à contresens puis émettre une
alarme en conséquence.
14 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ
Ce schéma nous montre les différents éléments qui jouent un
rôle crucial dans la gestion d’un tunnel, de l’acquisition des
données jusqu’à l’avertissement du danger.
1. Les données des capteurs à l’intérieur du tunnel sont
saisies
2. Les données des véhicules sont envoyées en temps réel à
l’infrastructure via Car2x. L’unité réceptrice (RSU) qui
reçoit ces données est installée dans le tunnel.
3. Les données des capteurs provenant de la surveillance du
tunnel sont analysées en combinaison avec les données
des véhicules par le système KITT développé dans le cadre
du projet à l'aide d'un traitement des données basé sur
l'intelligence artificielle et évaluées en ce qui concerne
les risques éventuels.
4. Les données analysées sont ensuite envoyées aux opérateurs
des centres de contrôle des tunnels, qui peuvent
alors lancer des contre-mesures ciblées.
5. En cas d'urgence, l'alerte rapide des services d'urgence
et de secours constitue un avantage majeur en termes
de sécurité.
6. En activant les programmes de sécurité correspondants,
il est possible d'empêcher l'entrée d'autres usagers de la
route, même plus tôt qu'avec la seule technologie conventionnelle.
7. Une toute nouvelle fonctionnalité consiste à avertir
les conducteurs, via Car2x, de la situation dangereuse
(Infrastructure-To-Car) à la fois dans le tunnel et devant
celui-ci.
ESSAIS DANS LE TUNNEL ROSENSTEIN À
STUTTGART
Le 7 décembre 2023, le système KITT a été testé lors d'une
démonstration dans le tunnel Rosenstein à Stuttgart (Allemagne),
le tunnel étant fermé la nuit pour cause de travaux
de maintenance.
Les scénarios pris en charge par le système d'IA comprennent
une variété de situations de conduite dangereuses, c’est pourquoi
l'outil de simulation et de test CANoe.Car2x de Vector
a été utilisé. Cette solution permet de simuler facilement
des scénarios sans véhicules réels : ces derniers incluent des
conducteurs à contresens, des situations d'accident, des véhicules
à l'arrêt et des véhicules lents. Ils ont été créés à l'aide
de l'éditeur de scénarios de CANoe sur la base des exigences
requises.
Chacun contient environ dix véhicules pour couvrir à la fois le
flux normal du trafic et des situations plus anormales, chaque
véhicule simulé génère ses propres messages CAM, qui sont
envoyés via une interface de mesure VN4610 qui supporte
le standard 802.11p. L’interface N4610 était installée dans le
tube du tunnel et connecté via Ethernet au PC CANoe, situé
dans la salle de contrôle du tunnel.
Au milieu du tunnel, une unité de bord de route (RSU) a été
installée à l'avance dans le tube nord. La distance entre le
RSU et le VN4610 était d'environ 400 mètres. Le RSU reçoit
les messages CAM envoyés et les transmet au système KITT.
En fonction du contenu, le module IA reconnaît les situations
potentiellement dangereuses et les affiche sur une interface
utilisateur graphique qui avertit immédiatement le centre
de contrôle du tunnel. Pendant les essais, les situations de
trafic simulées dans CANoe et sur l'interface graphique du
système KITT ont pu être observées en temps réel dans la
salle de contrôle. Cela a permis de vérifier le système dans
son ensemble, avec tous les composants nécessaires tels que
le système KITT et le RSU installé.
EN SAVOIR PLUS :
DU PROTOTYPE AU SYSTÈME RÉEL : QUELLE EST
LA PROCHAINE ÉTAPE ?
Le projet KITT a montré à quel point Car2x peut être polyvalent.
Il combine de nombreux domaines différents, dont
certains n’ont jamais été intégrés ensemble sous cette forme,
pour rendre nos routes plus sûres.
Le système kitt étant un prototype testé en laboratoire, le
projet KITT-Pro est l’étape suivante. Le système KITT sera
testé dans un environnement réel sur une période plus
longue, y compris avec des véhicules réels. La question du
positionnement dans les tunnels y jouera également un rôle
important. ●
EN SAVOIR PLUS :
Société Vector
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I15

MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ
PUBLICOMMUNIQUÉ
EVOMESURE
Révolutionner les performances de
mesure des essais de turbines : le
scanner de pression Scanivalve DSA5000
Dans le domaine des essais de turbines, la précision et la
fiabilité sont primordiales. Les ingénieurs et les chercheurs
ont besoin d'outils avancés capables de fournir
des données précises rapidement et efficacement. Le
scanner de pression Scanivalve DSA5000 est une solution révolutionnaire
conçue pour répondre aux exigences rigoureuses des essais de
turbines, avec des performances inégalées et des fonctions innovantes.
PRÉCISION DE MESURE INÉGALÉE :
La précision inégalée est au cœur du scanner de pression DSA5000
Scanivalve.
Equipé d’une technologie de détection de pression de pointe, ce
scanner fournit des mesures précises à un niveau exceptionnel sur
toute la plage de température de fonctionnement.
ACQUISITION DE DONNÉES À GRANDE VITESSE
Le temps est un facteur essentiel dans les essais de turbines où les
microsecondes peuvent faire toute la différence. Le DSA5000 relève
le défi grâce à ses capacités d'acquisition de données à grande vitesse,
capables de capturer les fluctuations rapides de pression avec une efficacité
remarquable. Avec des taux d'échantillonnage allant jusqu'à 5
kHz par canal qui dépassent les normes industrielles, les chercheurs
peuvent approfondir les phénomènes transitoires et obtenir des informations
sur les performances des turbines dans des conditions dynamiques.
Ajoutez à cela le fait que le DSA5000 est le premier scanner
de ce type à fournir des convertisseurs A/N 24 bits individuels et
vous obtenez l'instrument le plus rapide et le plus précis qui soit.
INTÉGRATION TRANSPARENTE
L’intégration est transparente avec le DSA5000 Scanivalve grâce à
son interface conviviale et à sa compatibilité avec une large gamme
de systèmes d'acquisition de données. Les ingénieurs peuvent intégrer
sans effort le DSA5000 dans les installations de test existantes
en tirant parti de ses capacités avancées sans avoir à se soucier d'une
reconfiguration approfondie. Ce processus d'intégration rationalisé
garantit un temps d'arrêt minimal et une productivité maximale,
ce qui permet aux chercheurs de se concentrer sur ce qui compte
vraiment : repousser les limites de la technologie des turbines.
FIABILITÉ DANS DES CONDITIONS EXTRÊMES
Les essais de turbines impliquent souvent de travailler dans des conditions
exigeantes où les températures extrêmes et les environnements
difficiles sont la norme. Le DSA5000 est conçu pour s'adapter à ces
conditions difficiles grâce à sa construction robuste et à sa grande
longévité. Qu'il soit soumis à des températures élevées, à des vibrations
intenses ou à des agents corrosifs, ce scanner de pression reste
inébranlable et fournit des performances fiables dans les moments
les plus importants.
LE TEST DE TURBINES ATTEINT DE NOUVEAUX SOMMETS
Le scanner de pression DSA5000 Scanivalve est la nouvelle référence
mondiale et témoigne de l'innovation et de l'excellence dans le domaine
des essais de turbines. Avec sa précision inégalée, ses capacités d'acquisition
de données à grande vitesse, sa polyvalence, son intégration
transparente et sa fiabilité dans des conditions extrêmes, le DSA5000
redéfinit les normes de performance et d'efficacité sur le terrain. Pour
les ingénieurs et les chercheurs qui travaillent à repousser les limites
de la technologie des turbines, le DSA5000 n'est pas seulement un
outil, c'est un catalyseur de progrès. ●
CONTACT :
Frédéric POIRIER
+33 6 49 77 27 17
contact@evomesure.com
www.Evomesure.com
16 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ
COMMUNIQUÉ
De nouveaux capteurs optiques
pour les installations de
production
Leader mondial de la fourniture de pièces et de
composants standard pour l'industrie mécanique,
norelem a annoncé le lancement de ses capteurs
optiques à fourche, conçus pour améliorer l'efficacité
et la précision des applications industrielles.
Ces capteurs optiques à fourche sont conçus de manière à
offrir aux ingénieurs plus de précision et de fiabilite. Les
utilisateurs peuvent régler finement la sensibilité à l'aide
du potentiomètre intégré permettant la détection précise
de composants minuscules. Les ajustements offrent plus de
souplesse dans les différents domaines d'application, prenant
en charge le mode sombre (contact ouverture NC) et le mode
clair (contact fermeture NO).
Émettant un point fin lumineux, les capteurs à fourche
optique utilisent des faisceaux lumineux rouges visibles ou
infrarouges invisibles pour détecter les pièces, les trous, les
rainures ou les encoches mêmes les plus réduits. Grâce à leur
indice de protection IP67, les capteurs peuvent fonctionner
dans des environnements et des conditions difficiles tels que
la poussière, la saleté, l'eau et d'autres liquides. ●
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I17

ESSAIS ET MODÉLISATION
INTERVIEW CROISÉE
Astelab 2024 à l’Insa Rouen : plus qu’un
choix, une évidence
À l’occasion de cette nouvelle édition d’Astelab 2024 qui se déroulera au sein de l'Institut
national des sciences appliquées de Rouen Normandie, plus connu sous le nom d'Insa Rouen
Normandie, Leila Khalij et Bernard Colomies reviennent sur les raisons de la collaboration
entre l’établissement et l’ASTE, mais aussi sur les thématiques des conférences et l’un des
temps forts très attendu, la visite du centre d’essais de la DGA-TH.
Leila Khalij
Enseignante-chercheure HDR, Leila
Khalij est responsable pédagogique de la
filière apprentissage en génie industriel et
responsable scientifique des essais de fatigue
vibratoire à l’Insa de Rouen
Bernard Colomies
Directeur technique au sein de l’entreprise
Sopemea, Bernard Colomies est également
trésorier de l’ASTE
QUELS SONT LES SPÉCIALITÉS ET LES DOMAINES
DE COMPÉTENCES DE L'INSA DE ROUEN DANS LE
DOMAINE DES ESSAIS MÉCANIQUES ?
Leila Khalij
L'Insa Rouen Normandie, est une grande école publique
d'ingénieurs française située à Saint-Étienne-du-Rouvray. Créée
en 1985, elle est renommée pour la qualité de sa formation, son
dynamisme en recherche, son ouverture internationale et ses liens
étroits avec le monde industriel. Le Laboratoire de mécanique de
Normandie (LMN), l'un de ses huit laboratoires de recherche, s'est
récemment doté d'une plateforme de fatigue vibratoire multiaxiale,
unique en France. Cet équipement a renforcé les capacités d'essais
vibratoires du laboratoire, permettant d'enrichir et de valider les
modèles numériques pour la fiabilité des structures soumises aux
vibrations aléatoires. Cette acquisition témoigne de l'engagement
de l'Insa Rouen Normandie dans l'innovation et la recherche pour
relever les défis technologiques et industriels.
SUR QUELLES PROBLÉMATIQUES EN MATIÈRE
D'ESSAIS MÉCANIQUES TRAVAILLEZ-VOUS ? QUELS
PARALLÈLES PEUT-ON FAIRE AVEC LE PROGRAMME
DES CONFÉRENCES ?
Leila Khalij
La problématique abordée dans nos essais se concentre sur la
fatigue vibratoire multiaxiale. Notre objectif est d'explorer
l'impact de la multiaxialité sur la fatigue à différentes
échelles de la structure. Grâce à notre plateforme vibratoire
multiaxiale, nous pouvons également effectuer des analyses
modales sur des systèmes mécaniques dans trois directions
simultanées, avec une corrélation ou non, jusqu'à 2 000 Hz.
Nous avons conduit des essais sur une suspension élastique
afin de la caractériser suivant trois directions décorrélées. Les
résultats obtenus sont comparés à un modèle numérique et
présentés à Astelab.
QUELS RAPPROCHEMENTS PEUT-ON FAIRE
ENTRE L'ÉTABLISSEMENT ET L'ASTE ? ET
QU'EST-CE QUI A MOTIVÉ L'ASTE À SOLLICITER
L'INSA DE ROUEN ?
Leila Khalij
Christophe Gautrelet, ingénieur de recherche, et moi-même,
en tant que membres tous les deux du LMN, avons participé
à l'édition 2023 de l'Astelab à Cannes. L'édition 2024 de cet
événement, principalement fréquentée par des industriels et
peu d'universitaires, est organisée à l'Insa Rouen Normandie.
Ce choix s'est imposé comme une évidence pour permettre
aux participants de découvrir l'établissement et de visiter
la plateforme, renforçant ainsi les liens avec la recherche
appliquée. Nous avons rencontré Patrycja Perrin, qui a été
enthousiaste par cette idée.
18 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

ESSAIS ET MODÉLISATION
EN QUOI CONSISTERA LE TEMPS FORT
D'ASTELAB 2024, LA VISITE DU CENTRE
D'ESSAI DE LA DGA TH ?
Bernard Colomies
À QUELLES PROBLÉMATIQUES EN
MATIÈRE D'ESSAIS MÉCANIQUES LES
INDUSTRIELS SONT-ILS CONFRONTÉS ?
Bernard Colomies
Si l'utilisation de la simulation numérique est
croissante pour gagner du temps dans le développement
des produits, les essais resteront indispensables
pour avoir des données réelles permettant
de créer le « jumeaux numériques ». Les enjeux
des essais mécaniques consistent à représenter le
plus fidèlement possible la réalité afin de réduire
les risques de défaillance des produits, tant d'un
point de vue de la sévérité que de la fiabilité.
C'est pour cette raison que les méthodes d'essais
multiaxes ou de personnalisation présentent des
axes d'amélioration, lesquels seront présentés lors
de cet Astelab 2024.
Même si la conférence Astelab est réalisée pour la
première fois depuis des années dans une école,
nous avons décidé de consacrer une partie de la
première journée à la visite d'un site industriel qui
se trouve à proximité de l'Insa. Nous avons choisi
le centre d'essai de la DGA TH, centre unique
d'expertise et d'essais en hydrodynamique et
hydroacoustique qui contribue à la conception
des propulseurs des navires et des sous-marins.
Ce centre dispose de moyens d'essais uniques,
comme le bassin de traction le plus grand d’Europe
ou l'un des tunnels hydrodynamiques les plus
performants du monde. Ce sera, à n'en pas douter,
pour l'ensemble des visiteurs l'un des points forts
de cet événement. ●
Propos recueillis par Olivier Guillon
EN QUOI LES CONFÉRENCES D'ASTELAB
PEUVENT-ELLES LEUR APPORTER DES
RÉPONSES ?
Bernard Colomies
Astelab, qui à lieu chaque année, permet de faire
un point d'avancement de nouvelles méthodes
d'essai et moyens associés. Il est l'occasion, pour
les industriels et fabricants d'équipement, de
présenter des applications sur les essais multiaxes,
l'utilisation de moyens de mesure innovants, la
personnalisation des programmes d'essai, etc. C'est
une occasion unique d'échanges qui vise à faire
progresser l'industrie française sur ces domaines
techniques.
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I19

ESSAIS ET MODÉLISATION
RENDEZ-VOUS
Astelab 2024 :
demandez le
programme !
Mardi 25 juin
8h30 : Mot d’accueil par le président de l’ASTE, David Delaux
et par le directeur de l’Insa de Rouen, Mourad Boukhalfa
9h00
Session Surveillance vibratoire
– Dewesoft– Michel Marchal: SHM Monitoring/Surveillance
vibratoire du pont Chaban Delmas de Bordeaux
9h25
Session Calcul – Essais
• 6Napse – Quentin Pelloie : « Comparaison calcul essais,
recalage de modèles, dialogue essais/calculs »
• Eikosim et ArianeGroup – Renaud Gras et Nicolas Swiergiel
: « Développement de la structure de lancement double
(DLS) d’Ariane 6 : les défis de la validation d’un modèle de
très grande structure composite »
• Match ID – Vahid Firouzbakht, Amar Peshave, Pascal
Lava, Fabrice Pierron : « Etude de validation d’un modèle
éléments finis par mesures de déformation par corrélation
d’images »
• Insa Lyon – Eric Chatelet : « Etudes numériques et expérimentales
d’un rotor embarqué soumis à des excitations
multiaxiales : Mise en évidence d’une instabilité de Dry
Whip »
• Liebherr Aerospace Toulouse – Nicolas Vialette : « Simulations
thermo-mécaniques d’un échangeur de chaleur »
12h00 – Présentation du CFF et des exposants
12h – Présentation du CFF et des exposants
12h30 – Déjeuner et visite des exposants
Visite de centre d’essais de la DGA TH à Val-de-Reuil :
• Cuve à houle
• Bassin de traction B600
• Grand tunnel hydrodynamique
• Atelier de fabrication des maquettes
19h30 : Dîner – Historial Jeanne d’Arc à Rouen
Mercredi 26 juin
8h30
Session Essais multi-axes
• Socitec / Insa Rouen – Jean-Pierre Tartary, Christophe
Gautrelet et Leila Khalij : « Caractérisation vibratoire
triaxiale d’un système d’amortisseurs à câbles »
• CEA Cesta– Mattias Aimé, Alexis Banvillet, Leila Khalij,
Éric Châtelet : « Élaboration de spécifications multiaxiales
: procédure et résultats expérimentaux »
• Siemens Industry Software – Raphaël Hallez « Essais de
chocs et de vibrations multi-axes pour les batteries automobiles
: défis et innovations du processus de test. »
• MBDA – Guillaume Lemasson et Geoffrey Salvi : « Qualification
vibratoire multi axiales au niveau système »
• Sopemea – Lisbeth Marty : « Essais séismes 3 axes »
11h05
Session Mesure
• Insa Rouen et Wormsensing – Christophe Gautrelet
et Leila Khalij, Catherine Cadieux, Jacky Batifoulier,
Toshiyuki Tabata – « Mesure par stéréo-corrélation sur
un essai vibratoire pilote par une jauge de déformation
piézoélectrique »
• Safran Data Systems et PCB Piezotronics – Ghislain Guerrero,
Florian Galinaud, Frank Retourné, Philippe Briquet :
« µMA: From a Proof-of-Concept to a Distributed Instrumentation
Solution »
• 12h00-13h30 : Déjeuner et visite des exposants
• Airbus Defense & Space et Wormsensing – Noellie Chauvet,
Etienne Cavro, Jean-Sébastien Moulet : « Evaluation
de jauges de contrainte piézoélectriques dans le contexte
spatial »
• Alliantech – Vincent Angladon, Hendrik Pulju et Peter
Mäckel : La stéréo-corrélation haute résolution en champ
étroit »
14h20 – 17h
Session Vibration – Choc
• Manitou – Josselin Planchais et Stéphane Lemarie : « Validation
en endurance fatigue d’ensembles mécano-soudés
et fiabilité composants. Application à la manutention
Offroad et corrélation »
• KNDS – Julien Pavier et L. Vallet : « Étude des chocs de
sortie de bouche d’arme et mise au point d’un essai d’environnement
»
• KNDS – Bruno Colin : « Actualisation de la Méthode MBD
pour l’analyse statistique des vibrations et des chocs »
• DGA TT – Pascal Lelan et Arnaud Clou : « Analyse des
effets produits par les vibrations non gaussiennes sur les
structures en essai »
• dB Vib – Axel Haas : « Tests de batterie de véhicules électriques
(VE) » ●
20 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

PUBLICOMMUNIQUÉ
ESSAIS ET MODÉLISATION
PUBLICOMMUNIQUÉ
Des essais multi-axiaux aggravés pour
la fiabilité et la durabilité des structures
Dans l'univers complexe des études vibratoires, la
demande d'innovation sur mesure et de solutions
de pointe est omniprésente. AVNIR Engineering,
PME spécialisée dans l’étude et la réalisation d'essais
pilotés pour les secteurs de l’aéronautique, du spatial et
de la défense, a identifié cet enjeu crucial en collaborant avec
le Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures,
LaMCoS - UMR CNRS 5259 de l’INSA de Lyon. Après s’être
unis autour de projets de R&D, le LaMCoS et AVNIR Engineering
créent en 2017 un laboratoire commun : AdViTAM
(Advanced Vibration for The Analysis of rotating Machines).
Ce partenariat, articulé autour de la compréhension des phénomènes
vibratoires subis par les machines tournantes sollicitées
par la base, a permis la prise en main et la maîtrise de
l’Equipex PHARE 3, un excitateur hydraulique multiaxes de
62kN. Cette plateforme permet de réaliser des essais aggravés
suivant 6 axes sur les équipements embarqués des secteurs du
transport terrestre, maritime, spatial, aéronautique...
Dans le but de qualifier l’intégrité des machines tournantes
et des structures, la plateforme a pour objectif de conduire
des tests plus représentatifs des conditions réelles d’exploitation
en appliquant, par la base, des sollicitations dynamiques
extrêmes (simulées ou répliquées d’une mesure terrain), telles
que des impacts, séismes, houles, atterrissages d’urgence…
En effet, l'excitation d’un produit sur 6 axes permet une meilleure
identification de ses points faibles. En reproduisant plus
fidèlement les conditions et contraintes réelles, des défaillances
alors indétectables en test uniaxial le deviennent grâce
au couplage des axes. Cette approche garantit l’optimisation de
la conception et de la performance des équipements. Les coûts
de développement et les critères de sécurité dans le dimensionnement
des structures s’en trouvent nettement améliorés
(division par 3 des coûts de développement ou d’essais).
UNE PRÉSENTATION PHYSIQUE DE CETTE PLATE-
FORME D'EXCITATION VIBRATOIRE 6 AXES, UNIQUE
EN FRANCE
Soucieux d’un engagement constant envers l'innovation et dotés
d’une expertise technique et d’une capacité à répondre rapidement
aux besoins, AVNIR Engineering et le LaMCos orga-
niseront après l’été 2024 une demi-journée technique dans les
locaux du LaMCoS, situés sur le Campus de la Doua à Lyon-Villeurbanne.
À cette occasion, une présentation des capacités du
moyen ainsi qu’une démonstration d’essai seront réalisées par
les équipes dédiées.
Pour davantage de renseignements sur la plateforme et/ou la
demi-journée de présentation prévue : Antoine NAULLEAU,
Responsable R&D AVNIR Engineering. ●
CONTACT :
Antoine NAULLEAU
Responsable R&D AVNIR Engineering
07 50 08 42 62
a.naulleau@avnir.fr
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I21

ESSAIS ET MODÉLISATION
SOLUTION
Optimisation des essais mécaniques chez
Airbus Defence and Space
La gestion efficace des instruments de mesure et des capteurs en préparation des essais
mécaniques et acoustiques sur satellites est essentielle pour assurer la fiabilité des données
recueillies. DynaWorks propose des outils spécialisés tels que DynaPrepa et GesCAO
pour faciliter la préparation des consoles de pilotage, la gestion des capteurs sur site et la
programmation des systèmes d'acquisition, ou encore Comet pour la création de rapports.
Ces fonctionnalités contribuent à optimiser l'efficacité des essais mécaniques en assurant
une collecte précise et fiable des mesures et en minimisant les risques de défaillance des
instruments de mesure et de perte d’information.
GESTION OPTIMISÉE DES INSTRUMENTS DE MESURE
ET DES CAPTEURS
OPTIMISATION DES ESSAIS MÉCANIQUES CHEZ
AIRBUS DEFENCE AND SPACE
Les essais mécaniques chez Airbus Defence and Space sont
une phase cruciale du cycle de développement des satellites.
Ils permettent de vérifier et garantir la capacité des satellites
à résister à l’environnement sévère induit par le lancement,
en apportant les preuves nécessaires aux autorités lanceur
avec les marges exigées. Cette justification s’appuie sur une
campagne d’essais spécifiques en environnement vibratoire
mécanique et acoustique, couvrant les événements de vol les
plus contraignants, incluant les phases de choc induites par le
largage de la coiffe ou le dessanglage du satellite.
La simulation de ces environnements mécaniques sévères,
conformément au manuel lanceur, permet d’identifier les paramètres
modaux du satellite. Ces paramètres servent au recalage du modèle
éléments finis et à valider la tenue mécanique du spécimen,
garantissant ainsi sa durée de vie et sa performance opérationnelle.
La précision et la fiabilité des mesures recueillies lors de ces
essais sont essentielles pour garantir l’intégrité du satellite lors
de la phase de lancement et sa durée de vie en orbite. Pour
atteindre cet objectif, une gestion efficace des instruments
de mesure et des capteurs est nécessaire, notamment lors des
phases de préparation et de réalisation des essais. Sur le site
toulousain d’Airbus Defence and Space, les essais mécaniques
sont nombreux et fréquents, mobilisant plusieurs moyens
ou vibrateurs. Il est donc courant de devoir gérer plusieurs
campagnes d’essais en parallèle et de répartir les capacités de
mesures. Cette particularité rend l’étape de préparation des
campagnes d’essais et la gestion des capteurs cruciales pour le
bon déroulement des séquences d’essais et la minimisation du
risque d’erreurs et de dysfonctionnements. Dans ce contexte,
des solutions logicielles spécialisées telles que DynaWorks sont
particulièrement adaptées à cette problématique.
Collage des capteurs pour la préparation
d’un essai de vibrations
22 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

ESSAIS ET MODÉLISATION
DYNAWORKS : UNE SOLUTION LOGICIELLE POUR
OPTIMISER LES ESSAIS MÉCANIQUES
Cette plateforme logicielle, développée par Airbus Defence and Space,
offre une expertise rapide et précise en matière de traitement et d’analyse
des données. Avec sa base de données intégrée, ses capacités de
traitement du signal et ses outils de visualisation, DynaWorks fournit
une large palette de fonctionnalités nécessaires à l’exploitation des
données d’essai. En outre, elle facilite la communication et l'interaction
entre les activités d’essai, de simulation et de maintenance tout
au long du cycle de vie du produit. Bien que spécialisée et largement
répandue dans le secteur de l'espace et de la défense, DynaWorks est
également utilisé dans les secteurs de l'aéronautique, de l'automobile,
de la recherche, des services et de l'énergie.
OUTILS DE PRÉPARATION ET GESTION DES ESSAIS :
DYNAPREPA ET GESCAO
En particulier, DynaWorks propose deux outils optimisant les activités
de préparation des essais mécaniques et acoustiques pour la
gestion des capteurs et la programmation des stations de mesures
: DynaPrepa et GesCAO (Gestion des Capteurs Assistée par Ordinateur).
DynaPrepa facilite la préparation des stations de contrôle
et d'acquisition en gérant la définition de l'instrumentation et la
programmation des systèmes d'acquisition. Parallèlement, GesCAO
simplifie la gestion des capteurs sur site en permettant la réservation
des capteurs, la gestion des campagnes d’étalonnage, l'importation
des besoins en instrumentation et la gestion du parc de
capteurs. Ces outils contribuent à améliorer l'efficacité
des essais satellites et à garantir des résultats fiables
dans des délais souvent contraints et exigeants.
Remontée des informations des associations
point de mesure/numéro de série capteur/
numéro de série câble dans la vue DynaPrepa
ÉTAPES DE PRÉPARATION DES ESSAIS MÉCA-
NIQUES
La préparation d'un essai mécanique comprend plusieurs
étapes essentielles. Tout d’abord, il est nécessaire de préparer
l’instrumentation en réservant les capteurs nécessaires
et en planifiant les activités de collage. L’étape suivante,
phase principale, consiste à coller les capteurs sur le
spécimen. Les informations nécessaires sont alors saisies
dans le système pour préparer la validation. Les photos
du montage de chaque capteur, importées dans l’outil,
permettent aux architectes mécaniques de valider la position
des capteurs avant le démarrage de l’essai.
Gestion de l’ensemble des capteurs utilisés lors des essais Mécaniques avec GesCAO
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I23

ESSAIS ET MODÉLISATION
Enfin, la préparation du système
d'acquisition permet de directement
configurer la station d'acquisition
et de pilotage, garantissant
ainsi la collecte précise et fiable des
données pendant les essais.
« Au sein du centre d'essai,
DynaWorks nous permet de fluidifier
et de réduire le temps nécessaire
aux étapes de préparation et
de réalisation d'un essai mécanique
grâce à ses différentes applications.
GesCAO et GEquip facilitent le suivi
de nos capteurs, environ 2000, et de
nos équipements. DynaPrepa est
indispensable pour la préparation
de configurations complexes avec
plus de 500 voies, mais aussi pour les
petits essais avec moins de 50 voies.
Comet Result et Comet Chrono nous
assistent lors des phases de rédaction
des rapports. », souligne Noellie
Chauvet, ingénieure Mesure pour
les départements Essais mécaniques
et thermiques d’Airbus Defence and
Space.
Génération automatique des résultats de chaque Run d’acquisition : Comet Result
RAPPORTS ET ANALYSE
POST-ESSAI AVEC COMET
À l’issue de la campagne d’essais,
un rapport détaillant les conditions,
la chronologie et les résultats d’essais
doit être rédigé et fourni pour
valider cette étape de la qualification
du satellite. Pour optimiser et
réduire la durée de cette phase de
rédaction, souvent rébarbative et à
faible valeur ajoutée, l’outil Comet a
été développé. Cet outil, également
intégré à DynaWorks, offre deux espaces de travail : Comet
Result et Comet Chrono.
Comet Result permet de générer automatiquement des
rapports personnalisés recensant tous les résultats des essais
et offrant une comparaison des résultats, par exemple via la
superposition par point de mesure des réponses fréquentielles
fondamentales et RMS pour les essais Sinus Balayé.
Comet Chrono, quant à lui, est utilisé pour résumer la
chronologie des essais de la campagne, gérer les événements
(changement de configuration, interruption d’essais,
Gestion de la chronologie de la campagne d’essais mécaniques : Comet Chrono
difficultés de pilotage), mettre automatiquement en forme
cette chronologie et exporter le rapport final. Ces outils
permettent de produire rapidement et automatiquement des
rapports complets nécessaires à l’exigence de traçabilité et
à une analyse efficace des résultats obtenus lors des essais.
AVANTAGES DE DYNAWORKS
L'utilisation de DynaWorks et de ses outils offre de
nombreux avantages. Une gestion optimisée des stocks
de capteurs permet d'anticiper les besoins, les achats et
24 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

ESSAIS ET MODÉLISATION
les étalonnages nécessaires via l’outil de planification.
Ces outils facilitent la préparation des essais mécaniques,
réduisent leur durée et minimisent les erreurs, tout en
offrant une solution optimale de génération automatique
de rapports. L’interface intuitive assure une prise en main
rapide, même pour les néophytes. L'accès rapide à des
données fiables et analysées permet une prise de décision
éclairée et réactive, corrigeant les problèmes potentiels dès
les premières phases de développement et évitant ainsi des
retards coûteux.
Les solutions logicielles comme DynaWorks permettent au
centre d’essais toulousain d’Airbus Defence and Space de
gérer efficacement les instruments de mesure et les capteurs,
contribuant ainsi à la qualité optimale des essais.
SUITES ET PERSPECTIVES
Pour renforcer l'efficacité et la précision de nos opérations,
plusieurs développements futurs de DynaWorks sont envisagés.
La suppression complète du papier s'inscrit dans
une stratégie de continuité numérique, visant à optimiser
l'efficacité et la durabilité environnementale des processus
tout en limitant les doubles saisies et les erreurs. L'intégration
de DynaWorks sur tablettes permettra une plus
grande mobilité pour les utilisateurs, facilitant l'accès aux
données et aux outils d'analyse en temps réel. De plus, la
visualisation 3D des capteurs sur le satellite offrira un gain
significatif en précision de positionnement, améliorant la
qualité des mesures. L'utilisation de la réalité augmentée
ouvrira de nouvelles perspectives pour l'interaction et l'analyse
des données, permettant une visualisation immersive
et une compréhension approfondie des environnements
complexes.
Le développement d’une application tablette disponible
en mode offline est actuellement en cours. Cette application
permettra d'importer les photos et de saisir les informations
de collage des capteurs directement depuis la salle
blanche, où le réseau n’est pas disponible, sans passer par
des impressions papier. Ces innovations visent à améliorer
la gestion des essais mécaniques chez Airbus Defence
and Space, assurant ainsi une continuité technologique et
opérationnelle optimale. ●
Mathilde Cauhope et Cédric Laurent, avec l’aide de
Jennifer Vazquez-Casaubon
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ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I25

ESSAIS ET MODÉLISATION
VÉHICULES ÉLECTRIQUES
Essais sur les batteries : sécurité et fiabilité des
essais dans un domaine en constante évolution
Dans l’industrie automobile, les batteries des véhicules électriques produites en gros volume,
représentent une part de marché importante. Elles sont l’une des composantes clés de
l'essor des technologies dans ce secteur. La performance et la sécurité de ces systèmes de
stockage d'énergie sont directement influencées par les conditions environnementales variées
auxquelles ils sont soumis durant leur utilisation.
Un incident lié à la défaillance d'une batterie,
comme un incendie ou une explosion, peut,
non seulement compromettre la sécurité
des utilisateurs, mais également infliger un
dommage sévère à l'image de marque d'un constructeur,
engendrant une perte de confiance du public et un
impact négatif durable sur ce marché ultra compétitif.
Les essais environnementaux sur ces batteries sont de
plus en plus incontournables et complexes. Ils sont
cruciaux pour garantir la fiabilité et la sécurité des
batteries de véhicules électriques et ne peuvent être
sous-estimés. Ces tests simulent une gamme étendue
de conditions extrêmes— températures élevées ou
basses, humidité, vibration, et chocs — pour s'assurer
que les batteries peuvent non seulement y résister, mais
également fonctionner de manière optimale sous toutes
ces conditions.
QU’EST-CE QU’UNE BATTERIE DE VÉHICULES
ÉLECTRIQUES ?
La batterie d’un véhicule électrique n’est pas considérée
comme un élément unitaire. En réalité, l’élément dit
unitaire correspond à une cellule qui est l’élément actif
d’une batterie. Un ensemble de cellule donne lieu à un
module qui lui, permet plus de puissance et plus de capacité.
Une fois plusieurs modules assemblés avec des composants
électroniques, on obtient le pack batterie. Les essais
peuvent se faire à différentes échelles : soit sur une cellule
ou alors sur le pack batterie complet.
Avant toute mise en circulation sur le marché, les constructeurs
n’ont pas le droit à l’erreur. Qu’ils soient fabricants
de batteries ou de véhicules, les systèmes doivent être
conformes aux normes en vigueur et testés sur pots vibrants
et en conditions réelles.
QUELLE(S) RÉGLEMENTATION(S) ?
Les essais environnementaux sur les batteries de VE sont soumis
à des réglementations strictes pour garantir la sécurité des véhicules
et des utilisateurs.
ISO 12405 → Cette norme internationale spécifie les procédures
de tests pour les batteries lithium-ion utilisées dans les véhicules
électriques. Elle couvre les essais de performance, de sécurité
et de durabilité dans diverses conditions environnementales.
IEC 62660 → Cette norme de la Commission électrotechnique
internationale (CEI) définit les exigences de performance et de
tests pour les batteries de véhicules électriques. Elle inclut des
critères pour les tests de capacité, de cycle de vie, de résistance
aux chocs, de sécurité, et d'autres paramètres.
IEC 62133 → Une autre norme de la CEI, celle-ci se concentre
sur la sécurité des batteries lithium-ion pour une utilisation
dans des applications portables et mobiles. Bien que son application
soit plus large que les seuls véhicules électriques, elle
fournit des lignes directrices importantes pour évaluer la sécurité
des batteries.
ISO 16750 → Cette norme spécifie les essais de robustesse des
composants automobiles, y compris les batteries de véhicules
électriques. Elle couvre les essais de résistance aux vibrations,
aux chocs, à l'humidité, à la température, et autres conditions
environnementales rencontrées sur la route.
DES ESSAIS MÉCANIQUES « COMME LES AUTRES... »
Les essais de batteries peuvent, dans un premier temps
être considérés comme « des essais comme les autres ».
En effet, à proprement parler, une batterie correspond,
par définition à une structure mécanique qui elle-même
26 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

ESSAIS ET MODÉLISATION
désigne un ensemble d'éléments assemblés pour supporter
des charges ou des contraintes mécaniques tout en conservant
leur forme et leur intégrité structurelle. Ces structures
sont conçues pour résister aux forces externes telles que les
charges gravitationnelles, les forces dynamiques, les vents,
les vibrations, les variations de températures et climatiques.
La batterie est bien définie par une masse, des dimensions
et des comportements dynamiques pouvant possiblement
être étudiés. C’est pourquoi sur ce genre de structure mécanique
les essais sont dits « classiques ». Pour la caractérisation
du spécimen, nous allons avoir des balayages sinus,
des signaux aléatoires pour la fatigue, des ondes de chocs,
du suivi de résonance et également des cycles thermiques
ce qui correspond à des essais mécaniques et/ou climatiques
(thermiques et hydrauliques) classiques.
• Caractéristiques de ces essais...
En moyenne, les essais de batteries sont caractérisés par
une masse totale de 300 kg sur une tête d’expansion, la
largeur du spécimen est d’environ 1 mètre et les niveaux
vibratoires attendus sont de l’ordre de 20g. Les pots vibrants
correspondants et utilisés sont donc d’une capacité d’environ
60kN. Ses essais nécessitent des sollicitations de forces
verticales et horizontales c’est pourquoi une tête d’expansion
est utilisée et des tables horizontales nécessaires.
...MAIS AUSSI DES ESSAIS MÉCANIQUES « PAS
COMME LES AUTRES »
Les batteries sont des structures mécaniques,
mais pas seulement. Les batteries contiennent
aussi des éléments actifs et énergétiques comme
du lithium-ion ou encore du nickel-métal. Il est
donc impératif d’en avoir le contrôle pendant les
essais mécaniques pour des questions de sécurité.
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ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I27

ESSAIS ET MODÉLISATION
Le but de ces essais va être de faire fonctionner la batterie afin
de voir si en environnement vibrant (conditions routières)
tout fonctionnerait bien. On vérifie les courts-circuits, les
coupures, on fait des tests de vibration sur la durée, couplés
à des tests thermiques.
• Caractéristiques des essais
La protection par confinement physique est nécessaire pour
limiter les dangers, tels que les casses et explosions, les fuites
ou encore un départ de feu. Si toutefois ces incidents arrivaient,
l’enceinte assure le confinement et l’inertage afin de protéger :
• La batterie elle-même,
• Le moyen d’essai,
• Le bâtiment,
Lors de ces essais on va chercher à comprendre le compor-
tement de la batterie en la mettant en conditions réelles. En
chargement, lorsqu’elle se décharge, sous de fortes chaleurs,
de l’humidité, le tout, avec des vibrations aléatoires et ondes
de chocs pour simuler son utilisation sur la route.
Certaines caractéristiques sont spéciales aux essais de batteries
pour VE. En effet, pour ces tests-là, le déplacement vibratoire
normatif et demandé est de 76mm afin d’assurer une
accélération vibratoire forte même en basse fréquence. La
vitesse vibratoire doit être de 3,5m/s (contre 2m/s pour des
essais classiques) afin permettre de réaliser les essais de chocs
de plus en plus sévères. La force du pot peut être supérieure
à 60kN.
PILOTAGE, CONTRÔLE ET MESURES
Le BMS, (système de gestion de la batterie) contrôle la batterie
28 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

ESSAIS ET MODÉLISATION
et peut la piloter directement via un logiciel de pilotage qui est
synchronisé à 100% sur la même IHM qui garantit une gestion
précise et efficace de la batterie, ainsi qu’une interface utilisateur
cohérente et intuitive.
Les essais qui s’appliquent en termes de pilotage, contrôle et
mesures :
• Pilotage vibratoire : Balayage Sinus ; excitation aléatoire
large bande (Fatigue), Chocs et suivi de résonnance
(Fatigue à la résonance).
• mesures additionnelles synchronisées : vibrations,
contraintes, température, électrique
• Via le protocole de communication « CAN bus » et des
entrées sorties digitales, l’opérateur contrôle l’ensemble
du banc d’essai (vibrateur et son amplificateur ; chambre
climatique ; BMS ; mesures additionnelles.
En conclusion, les essais environnementaux des batteries de
véhicules électriques jouent un rôle essentiel dans la création
d'une mobilité électrique sûre, fiable et durable. Ils
permettent l’amélioration du processus de développement
et de validation des produits en garantissant leur fiabilité
dans toutes les conditions. En simulant ces conditions envi-
Figure 1 : Logiciel Interface utilisateur avec le CAN bus
de la batterie, la charge et la décharge, la température
et l'humidité, et l'interface de contrôle des tests de
vibration.
ronnementales rencontrées sur la route, ces essais permettent
d'identifier et de résoudre les problèmes potentiels, assurant
ainsi la réussite de la transition vers un avenir plus propre
et plus durable. ●
Axel HAAS
Ingénieur commercial spécialisé dans les essais
environnementaux chez dB Vib Instrumentation
•
•
•
•
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I29

ESSAIS ET MODÉLISATION
SOLUTION
Next-gen 2D piezoceramic dynamic strain
sensor, Dragonfly
Wormsensing, founded in 2020 as a spin-off from CEA-Leti in Grenoble, France, is a
manufacturer of next-generation dynamic piezoelectric strain sensors that combine high
sensitivity, ease of use, and integrability. Marking the first significant evolution in the field
in over 70 years, Dragonfly sensors provide access to previously unmeasurable vibrational
phenomena. Their field of applications extends from traditional vibration measurement to
predictive maintenance, control of manufacturing processes, or more complex uses like
human-machine interfaces. Dragonfly sensors are applicable to all industrial sectors and any
type of object/system.
INTRODUCTION
For the past decades, testing laboratory and industry have
been using strain gauges (called “SG” hereafter) and accelerometers
to measure vibration. Deformation (µm/m) is important
at low frequencies, whereas acceleration (g) is generally
measured at higher ones. Both have proven to be the critical
metrics to understand the complete mechanical environment
of systems. Users typically combine different sensors in
their measurement, and it often leads to increased measurement
cost due to longer installation time and more complex
calibration management.
of applications such as human-machine interfaces and vital
signs monitoring, which were previously impossible or difficult
with vibration measurement.
Wormsensing has developed a high-quality flexible piezoceramic
thin film to create a new class of sensor which covers
both low and high frequencies [1].
The Dragonfly dynamic strain sensors are designed and manufactured
in Grenoble, France. Our first production line is
operational since January 2024 and is capable to deliver 2
million of sensors per year (Figure 1). Dragonfly enables the
measurement of extremely small strain owing to its very low
noise (less than 0.01 µm/m) and covers the majority of deformation
range used in industry (up to ±3000 µm/m). Thanks
to this extremely high sensitivity, which is up to 1000 times
higher than that of classical SG, Dragonfly also can measure
high-frequency vibration through deformation measurements,
covering a wide bandwidth from 0.01 Hz to >100 kHz.
This allows a cross-over between the two measurement worlds
with a single sensor. It enables to measure phenomena that
could not be seen before, resulting in learning again how assets
behave. This also opens the way for developing a wide variety
In this article, after giving the general principles of
piezo-electric strain sensors, we present a couple of use
cases to describe the key features of Dragonfly. First, using
a tuning fork, we demonstrate its extremely high signal
to noise ratio which enables the measurement of higher
order resonance modes. Second, we present the measurement
of the load induced by train passage on a rail bridge,
highlighting the advantage of Dragonfly in the management
of the noise induced by electromagnetic radiation
as well as in the tracking of natural frequencies of a huge
infrastructure under a dynamic load.
PIEZO-ELECTRIC STRAIN SENSING
The electrical schematic of Dragonfly is shown in Figure 2.
This type of sensors is dynamic by nature because neither
30 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

ESSAIS ET MODÉLISATION
the sensor intrinsic resistance (R P
), nor the acquisition
system resistance (R acq
) is infinite. The charges generated
by deformation will always decrease over time. This means
that they will not measure completely static strain. However,
the lowest measurable frequency depends on the type
of acquisition system used for the measurement. Piezoelectric
sensors can provide signals in voltage or charge.
In voltage mode, the lower cut-off frequency (f LC
) is
determined by the sensor electrical properties (R P
and
C p
) and the acquisition system input impedance (R aq
).
In charge mode (using a charge amplifier), the f LC
is determined
by the charge amplifier itself and can be very low
(

ESSAIS ET MODÉLISATION
A passive Dragonfly is installed with the same adhesive and
protective coating as the SG (Figure 3(c)). It is measured through
a charge amplifier with f LC
at 0.07 Hz. Both sensors are measured
on a Dewesoft IOLITE 6-STG system. For comparative values, no
signal processing is done neither on the SG nor on the Dragonfly.
The sensitivity of the Dragonfly is 16.4 pC/(µm/m).
> BACKGROUND NOISE
Next, the tuning fork is lightly hit on the table to excite its resonances.
The frequency domain signals are presented in Figure
6. Right after the impact, both sensors capture the first resonance
mode at 245 Hz, but further modes can be observed on
the Dragonfly signal. The second and forth modes are identified
at 734 and 1531 Hz with a black line. Also, the noise floor
at higher frequencies is 1000 times lower on the Dragonfly
signal than the SG one.
At rest, the ambient noise level is much higher for the SG than
the Dragonfly (Figure 4). There are two reasons. First, the SG is
an unshielded sensor and subject to ambient electromagnetic
radiation [2]. Second, the resolution is limited by the conditioning
Wheatstone bridge circuitry ability to reject power supply
noise [3]. As shown in Figure 4, the peak-to-peak noise level is
at 0.1 µm/m with the Dragonfly at low frequency, whereas it is
at around 36 µm/m with the SG.
> RESULTS
The tuning fork is simply shaken in the air to induce a slight
deformation. Only inertia is utilized to flex the arms of the
tuning fork. The measured strain is well below the SG noise
level but can be easily quantified with the Dragonfly (Figure 5).
Using a 3D finite element model, we performed a modal
analysis of the tuning fork. The first four resonance
frequencies are given in Table 1. The modes 1 and 4 clearly
correspond to the peaks identified on Figure 6. The mode
3 also corresponds to the 737 Hz peak. The experimental
variation can be attributed to a minor design disparity
with the model, being the addition of mass in the sensor
regions and the supplementary components such as the
plastic handle and wiring.
Calculated
Frequency (Hz)
Mode 1 249 245
Calculated
Mode 2 733 737
Mode 3 1007 -
Mode 4 1544 1531
Table 1: Measured and calculated eigenfrequencies of
the tuning fork.
> CONCLUSION
The high sensitivity of Dragonfly enables its use for modal
32 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

ESSAIS ET MODÉLISATION
analysis, where the SGs were not an option because of their
high noise floor. Using strain sensors for modal analysis
can be advantageous in instrumentation when accelerometers
are either too heavy or too bulky. It also provides
direct strain information, which is typically useful for
fatigue analysis.
RAILROAD BRIDGE – TRAIN PASSAGE DETECTION
In this section, Dragonfly will be used to monitor a railroad
bridge, showing that our sensor provides added values for
multiple scale problems. Structural Health Monitoring
(SHM) applied to civil structures such as bridges, high-rise
towers, and electricity pylons can help to plan their maintenance,
detect damage or unexpected events, and extend
their remaining operating lifetime. For instance, in France,
25% of the existing bridges are reaching their expected
service life. Moreover, 79% of the total park present structural
defects that need to be assessed [4]. Typical sensors
in this field have limitations in terms of sensitivity, drift
over time, and reliability.
The SG and vibrating wire are the historic sensors used to
measure strain on civil structures. However, civil structures
are designed to undergo little deformation in service (0.1-
50 µm/m). Both SG and vibrating wire are limited by their
resolution around 1 µm/m. Moreover, they are known for
their DC drift over time, which complexifies long-term
monitoring. There is therefore a need for sensors being
more sensitive and less prone to drift.
in a quarter bridge configuration. A passive Dragonfly
was installed parallel to and near the SG (Figure 7(d)).
The same external ABM75 protection was applied. The
Dragonfly signal was measured with a charge amplifier,
which determined the f LC
at 0.01 Hz.
> BRIDGE RESONANCE
The first measurement was made while the bridge was at
rest with no passage (Figure 8). The Power Spectral Density
(PSD) of the ambient noise is presented below for both
Dragonfly and SG. The only peaks on the SG are related to
ambient electrical grid radiation (50 Hz and its harmonics).
On the Dragonfly, two sharp peaks (16 Hz and 60 Hz) can
be attributed to the girder resonance modes. Eigenfrequencies
of a structure are often tracked for structural damage
monitoring [5], [6], [7]. Although it is typically achieved
using accelerometers, the high sensitivity of Dragonfly
enables it by dynamic strain measurement. This is particularly
helpful when the resonance frequencies are low, as
small amplitude oscillations at a few Hz create very little
acceleration.
A bridge, having 3 railways and an auxiliary walkway accessible
to pedestrians was selected as a structure to study
(Figure 7(a)). The bridge is a simple girder bridge with
12 steel beams. Trains are circulating in both directions.
> RESULTS
The SG signal received consequent ambient electromagnetic
radiation noise produced by the nearby electrical lines.
In the following discussion, a low-pass first-order IIR filter
at 45 Hz has been applied to the SG signal for a meaningful
comparison between the SG and Dragonfly signals. Moreover,
a DC drift from initial sensor calibration was removed
for the SG signal.
> MEASUREMENT SETUP
A standard HBM 120Ω SG was installed and protected
with ABM75 by HBM (Figure 7(d)). The SG is measured
When a train passes on the bridge, an excellent agreement
between the SG and Dragonfly signals was obtained as shown
in Figure 9. In that case, the maximum load was 8.77 µm/m
and occurred at the locomotive wagon passage over the
sensor location. The passage of 8 wagons could be identified.
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I33

ESSAIS ET MODÉLISATION
Rainflow load counting is a widely used method to calculate
the structure remaining service lifetime [8], [9]. In
these studies, the strain amplitude measured with the SG
is small (less than 10 µm/m).
The SG resolution in the best condition is around 1
µm/m. A SG must be installed on areas of the bridge
undergoing a maximum of deformation to maximize
the chance of success. As the signal-to-noise ratio can
be greatly increased with Dragonfly, sensor installation
can be conveniently done and at a more accessible area
where deformation is smaller but representing the most
probable failures.
> CONCLUSIONS
We showed that Dragonfly, thanks to its high sensitivity,
is well suited to the monitoring of large structures
which vibrate at low frequency.
CONCLUSIONS
The high sensitivity of Dragonfly, the lead-free design,
its stability over time, and its easy integrability makes it
an ideal candidate for various applications in industry
ranging from experimental modal analysis to monitoring
civil structure. The vast field of applications remains
to be explored, please get in touch with us if you think
Dragonfly may help solving problems you are facing. ●
Jean-Sebastien Moulet, CEO and co-founder
Catherine Cadieux, Application Engineer
Emil Garnell, R&D Engineer
RÉFÉRENCES
[1] « French Tech : Wormsensing inaugure
son usine de capteurs ultrasensibles », Les Echos.
https://www.lesechos.fr/start-up/ecosysteme/
french-tech-wormsensing-inaugure-son-usinede-capteurs-ultrasensibles-2071720
[2] M.-M. Vishay Precision Grou, « Noise Control
in Strain Gage Measurements », Tech Note TN-
501-2. . https://intertechnology.com/Vishay/pdfs/
TechNotes_TechTips/TN-501.pdf
[3] E. M. Boujamaa, Y. Soulie, F. Mailly, L. Latorre,
et P. Nouet, « Rejection of power supply noise in
wheatstone bridges: Application to piezoresistive
MEMS », in 2008 Symposium on Design, Test,
Integration and Packaging of MEMS/MOEMS, Nice,
France: IEEE, April 2008, p. 96 99. doi: 10.1109/
DTIP.2008.4752960.
[4] « Sécurité des ponts : éviter un drame »,
Sénat. https://www.senat.fr/rap/r18-609/r18-609.
html
[5] A. Cigada, M. Lurati, M. Redaelli, et M. Vanali,
« Evaluation of the metrological performances of
MEMS accelerometers to the aim of their application
in Structural Health Monitoring », January 2008.
[6] S. Jang et al., « Structural Health Monitoring
of a Cable-Stayed Bridge Using Smart Sensor
Technology: Deployment and Evaluation », Smart
Struct. Syst., vol. 6, July 2010, doi: 10.12989/
sss.2010.6.5_6.439.
[7] Z. H. Warsi, S. M. Irshad, F. Khan, M. A.
Shahbaz, M. Junaid, et S. U. Amin, « Sensors
for Structural Health Monitoring: A Review », in
2019 Second International Conference on Latest
trends in Electrical Engineering and Computing
Technologies (INTELLECT), November 2019, p. 1
6. doi: 10.1109/INTELLECT47034.2019.8955453.
[8] Y.-Q. Ni et Y.-X. Xia, « Strain-Based Condition
Assessment of a Suspension Bridge Instrumented
with Structural Health Monitoring System », Int.
J. Struct. Stab. Dyn., March 2016, doi: 10.1142/
S0219455416400277.
[9] H. Schuler et F. Meier, « Monitoring the
Prestressed Rods in the Basel Border Bridge
Maintenance Project: Data Analysis during the
Passage of Trucks », Sensors, vol. 21, no 16, Art.
no 16, January 2021, doi: 10.3390/s21165570.
34 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

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la vérification et la
validation
Pour les avions et les engins spatiaux,
la sécurité est primordiale. Des tests
approfondis sont essentiels pour garantir
l’intégrité structurelle afin de protéger les
passagers et les cargaisons.
Un programme de test de vol typique dure plusieurs
années et compte jusqu’à 10 000 points de test. Il
se compose de centaines d’heures d’essais en vol et
de milliers d’heures d’essais au sol. Les avions sont
équipés de capteurs qui peuvent collecter parfois jusqu’à 300
000 paramètres. Et dans le cas du Boeing 737, le programme
d’essai moteur a généré jusqu’à 20 téraoctets de données toutes
les heures.
Les essais véhicules spatiaux nécessitent une collecte de données
encore plus importante pour garantir la sécurité. La séquence de
lancement est la phase plus critique, et la conception doit être
validée en vibration, choc et acoustique. Là encore, la quantité et
la variété de mesures génèrent d’énormes quantités de données.
Le grand défi est de savoir comment gérer une telle quantité de
données. Il faut qu’elles soient rapidement disponibles pour ceux
qui ont besoin de les analyser et que les recherches ciblées dans
ces données soient claires et simples pour rendre le processus
aussi efficace que possible. Et en plus de gérer ces données, les
résultats des tests et des simulations doivent être connectés et
traçables de manière à répondre à toutes les exigences de certification
de l’industrie.
Alors, comment les fabricants s’y prennent-ils pour améliorer la
traçabilité et l’efficacité des essais dans le domaine aérospatial ?
COMPLEXITÉ DES ESSAIS DES VÉHICULES
SPATIAUX
Pour tout véhicule spatial ou satellite allant dans l’espace, non
seulement il y a une énorme quantité de données d’essais, mais
elles sont également collectées à l’aide de procédures de test et
de systèmes de mesure parfois très hétérogènes. Ces derniers
utilisent souvent des formats propriétaires et des structures
de stockage propres qui conduisent à une disponibilité des
données et recherches complexes. En conséquence, il est difficile
de partager les résultats entre les équipes ayant des domaines
d’expertise différents. À tel point que certaines campagnes d’essais
finissent par être effectuées plusieurs fois par différents
départements.
Cela pourrait être plus efficace et constituer une grande opportunité
d'amélioration. Et si vous pouviez vous assurer que les
données d’essais provenant de différents systèmes de mesure
sont gérées de manière uniforme afin de faciliter leur partage
et leur comparaison avec d'autres équipes ?
La réponse est une solution conçue autour d’un standard pour
les modèles de données indépendant de celui de chacun des
36 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

ESSAIS ET MODÉLISATION
(conditions d’essais, voies de mesure, capteurs...) alors elles ne
sont plus pleinement exploitable et n’ont plus aucune valeur. De
plus, les différents formats de fichiers utilisés rendaient difficile
la collaboration entre les équipes et les entreprises externes. En
conséquence 70% du temps global était consacré uniquement à
la recherche et à la validation des données archivées.
Pour surmonter cela, le client a mis en œuvre la solution de
gestion des données de Simcenter Testlab. Au cœur de celle-ci
se trouve le serveur de gestion des données qui contient une
base indexée personnalisable qui a été configuré selon l’exigence
et les besoins du client Il comprend également des outils
pour stocker, archiver et récupérer des données de tests brutes
et post-traitées pour faciliter la recherche des données pertinentes
pour les utilisateurs.
La solution comprend également un contrôle d’accès entièrement
configurable, pour garantir les accès strictement nécessaires
aux données à l’ensemble des intervenants, qu’ils soient
internes ou externes au site de conception ou de l’entreprise.
Cela a augmenté drastiquement l’efficacité et la fluidité dans
l’échange, la manipulation, la traçabilité et le reporting des
données, et a permis une livraison beaucoup plus rapide des
éléments critiques aux clients pour analyse.
fabricants de système de mesure. Cela permet aux fabricants
de répondre aux exigences spécifiques des différents domaines
d’expertise et de partager facilement les données de mesure
dans toute l’organisation.
Simcenter Testlab intègre la gestion de projet et la gestion des
données avec la possibilité de personnaliser les éléments de sauvegarde
vers une base au standard ASAM-ODS. La publication est faite
directement depuis Simcenter Testlab de manière sélective afin que
les départements de l’organisation ainsi que les fournisseurs et clients
externes puissent rechercher les données pertinentes en fonction de
chaque corps de métier (propriétés techniques) mais aussi en fonction
des informations générales des projets et des essais (contexte,
situations, références…) grâce au standard de la base ASAM-ODS.
GESTION DES DONNÉES SIMCENTER TESTLAB
Une agence spatiale avait plusieurs problèmes d’utilisation d’informations
découlant d’un manque de gestion globale des données.
Le stockage des projets de mesure et de simulation sur des disques
locaux ou partagés signifiait qu’ils étaient souvent perdus au départ
d’un personnel d’une équipe ou de l’entreprise car il n’existait pas
procédure standard pour organiser les données. Elles peuvent
encore exister physiquement, mais si personne n’en a connaissance,
ou si personne ne sait les mettre à nouveau dans leur contexte
GESTION DE LA QUALIFICATION DES AÉRONEFS
Pour les aéronefs, Siemens propose une solution de gestion de la
qualification s’appuyant sur le jumeau numérique pour garantir
la vérification et la certification en un seul programme. Cette
continuité numérique consolide plusieurs systèmes et silos de
données en un seul système en boucle fermée. Les entreprises
peuvent facilement garantir la qualification avec une traçabilité
automatisée du modèle CAO, au modèle de simulation
jusqu’aux tests. Avec une visibilité en temps réel sur l’état des
livrables de la qualification de l’aéronef, le processus de certification
pour les nouveaux produits est beaucoup plus rationalisé.
Pour prendre un exemple, ce processus combine les données d’essais
de vibration au sol et en soufflerie avec un modèle d’éléments
finis mais peut aussi injecter des lois de commande représentant
la réponse dynamique de l’avion. Ces résultats alimentent ensuite
les modèles aéroélastiques qui sont utilisés pour effectuer des flutter
tests validant la sécurité de l’avion suivant les réglementations
AMC xx.629.
Le logiciel facilite l’instrumentation et le placement de capteurs
virtuels directement sur les modèles CAO. Cela réduit les erreurs
d’instrumentation et aide à créer des modèles géométriques de test
précis augmentant la corrélation avec le jumeau numérique de l’instrumentation.
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I37

ESSAIS ET MODÉLISATION
Simcenter Scadas propose des solutions matérielles d’acquisition
de données dynamiques multiphysiques qui peuvent
être utilisées pour collecter des données. Cela va des solutions
portatives pour les essais acoustiques et de vibration
avec la possibilité de relecture binaurale pour les enregistrement
audio-conformes, jusqu’aux solutions robustes
qui peuvent être utilisées dans les conditions les plus difficiles
avec un très grand nombre de voies
simultanées. Associé aux frontaux d’acquisition,
Simcenter Testlab Neo est
une solution d’ingénierie basée sur les
tests multidisciplinaires qui intègre les
modèles de simulation dans le même
processus.
ACQUISITION ET TRAITEMENT DES DONNÉES
Bien sûr, avant que toutes ces données puissent être analysées,
elles doivent d’abord être acquises et traitées.
Simcenter Testlab Neo fonctionne de
manière transparente avec les données
de n’importe quelle source sans avoir
besoin de copier ou convertir différents
formats de données. Donc, si vous
avez déjà un matériel d’acquisition de
données adéquat, il n’est pas nécessaire
de changer.
L’interface Simcenter Testlab Neo peut
être personnalisée pour exiger que
certaines informations soient annotées
avant et après la prise de mesure. Cela
garantit une compréhension et une traçabilité
des essais mais aussi la garantie de
recherches ciblées plus efficaces
Le traitement et l’analyse des données
est assuré par le module complémentaire
Interactive Analysis qui dispose
38 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

ESSAIS ET MODÉLISATION
d’une interface graphique intuitive pour
configurer les filtres, les calculs de traitements
de signal, tout comme des procédures
automatisées et du traitement en
parallèle. Simcenter Testlab Neo facilite
également la comparaison et la corrélation
des données d’essais et de simulation
pour valider efficacement le comportement
dynamique de votre structure.
L’INTÉRÊT D’UNE CONTINUITÉ
NUMÉRIQUE
Il est prouvé que l'adoption de solutions
permettant une continuité numérique de
gestion de la qualification d’un système
permet un développement plus efficace des
produits. En exploitant le jumeau numérique
du début à la fin, vous pouvez mettre
en place une vérification et une validation
virtuelle continue tout au long du
cycle de vie du produit. En intégrant la
simulation et les essais virtuels, la planification
et la documentation de la certification
peuvent être effectuées en temps réel pendant la conception.
La continuité numérique vous permet également de disposer
d'une chaîne de données entièrement traçable et vérifiable,
depuis l'étape des exigences jusqu'à la mise en service du produit.
Vous pouvez être beaucoup plus confiant dans la gestion de vos
données, et ce processus progressif de vérification et de validation
virtuelles vous permet de prouver la conformité des nouveaux
produits et d'obtenir la certification beaucoup plus rapidement. ●
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I39

ESSAIS ET MODÉLISATION
AVIS D’EXPERT
Isolation aux
séismes et
simulation «
multicorps »
Symos
Le calcul d’une suspension servant à
protéger les équipements des sollicitations
extérieures (séismes, chocs…) s’avère
souvent complexe en raison des multiples
paramètres qui rentrent en jeu. L’approche
« multicorps » rend le calcul beaucoup plus
simple tout en renseignant correctement
sur le comportement dynamique de
l’équipement permettant ainsi d’apprécier
l’efficacité de l’isolation projetée.
PRINCIPE DE LA MODELISATION « MULTICORPS »
La modélisation par éléments finis (EF) présente l'avantage
de pouvoir prendre en compte un grand nombre de modes de
structure. Cependant, lorsqu'il s'agit d'un équipement monté sur
des amortisseurs, avec les six modes de suspension concentrés
aux basses fréquences, l'utilisation de la modélisation EF peut
entraîner des coûts de calcul élevés, notamment en raison de
la nécessité de prendre en compte les non-linéarités matérielles
et géométriques. Ceci est d'autant plus crucial dans le cas d'un
équipement suspendu soumis à des chocs ou des séismes, où
les déplacements peuvent atteindre plusieurs dizaines de millimètres.
La simulation multicorps (Multi Body Simulation ou
MBS) offre une alternative plus efficace. Elle permet de modéliser
simplement un équipement comme un (ou plusieurs)
solide(s) indéformable(s) avec chacun six degrés de liberté. Cela
réduit considérablement les temps de calcul tout en prenant
en compte les non-linéarités des liaisons ainsi que l’ensemble
des modes couplés.
DESCRIPTION DU LOGICIEL SYMOS
Symos est un logiciel de modélisation multicorps qui permet
d'analyser le comportement dynamique de corps rigides et/ou
déformables en prenant en compte un nombre limité de degrés
de liberté. Il offre aux ingénieurs la possibilité de générer et de
résoudre rapidement des modèles 3D virtuels pour anticiper et
visualiser le mouvement, les accélérations, les vitesses, les déplacements
à chaque point de l’équipement, ainsi que les forces
transmises aux liaisons.
Cette approche de la dynamique multicorps est intégrée tout au
long du cycle de conception, depuis le concept initial (prototype)
jusqu'à la conception finale détaillée.
Ce type de simulation permet de :
• Prendre des décisions éclairées concernant les modifications
de conception rapides et étudier les sous-systèmes ainsi que
les systèmes complets.
• Réduire le nombre de prototypes nécessaires.
• Éviter les coûteux changements de dernière minute.
• Réduire les délais de mise sur le marché.
Symos permet de simuler les réponses forcées (harmoniques et
transitoires) d'une chaîne de solides indéformables à 6 degrés
de liberté (ddl), qui sont connectés entre eux par des liaisons
élastiques avec des caractéristiques non linéaires. Les réponses
du modèle sont calculées à l'aide des méthodes numériques
suivantes :
• Les réponses transitoires (séismes, chocs, impacts par chutes)
sont calculées par intégration du système d'équations non
linéaires (1) donné sous forme matricielle :
Le système (1) est intégré par la méthode de Newmark. Les
itérations sont de type Newton-Raphson.
• Pour calculer les réponses harmoniques (vibrations
40 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

ESSAIS ET MODÉLISATION
sinus, aléatoires), une représentation de Fourier de
(1) linéarisé est donnée. D’où le système d’équations
complexes (2) qui est résolu par la méthode d’élimination
de Gauss :
Figure 1 Onduleur sur son châssis suspendu
• Les calculs des spectres de réponse aux séismes et aux
chocs (SRS et SRC) sont réalisés en Post-traitement.
Pour garantir la validité de la simulation Symos du comportement
dynamique d'un équipement suspendu à l'aide d'un
solide à 6 ddl, les conditions suivantes doivent être respectées
:
• Les lois de raideur et d'amortissement doivent être
identifiées.
• Les propriétés d'inertie doivent être identifiées.
• Les premiers modes de structure doivent être découplés
des 6 modes de suspension. Dans le cas où il y a
un couplage entre les modes de structure et les modes
de suspension, un modèle déformable constitué de
plusieurs solides peut être construit.
Chaque axe de sollicitation est soumis à des essais de caractérisation
utilisant un ensemble d'amortisseurs. Pour chacun
des trois axes principaux de l'amortisseur, une loi de raideur est
mesurée à l'aide d'une presse électromécanique Instron 5984
de 150 KN (voir figure 2).
ONDULEUR SOUMIS À UN SÉISME
Le calcul Symos vise à évaluer les performances de la
suspension d'un onduleur (voir figure 1), conçu par la
société Riello UPS et soumis à un séisme biaxial. Cette
suspension est constituée de quatre amortisseurs à câble
métallique offrant une capacité importante de déformation
et d'amortissement (pouvant atteindre jusqu'à 30 %
de l'amortissement critique). Les calculs sont réalisés,
dans le domaine temporel, en conformité avec les spectres
sismiques spécifiés.
Figure 2 Mesure de la loi de raideur de
compression / traction à 45°
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I41

ESSAIS ET MODÉLISATION
La comparaison entre les accélérogrammes
calculés et mesurés
selon les deux axes (figures 7
et 8) révèle une excellente corrélation.
Cependant, il est important
de noter que les signaux mesurés
sont perturbés par le bruit engendré
par l'excitation des modes de
structure et/ou des modes locaux.
Figure 3 Loi de raideur mesurée en
cisaillement
Figure 9 SRS en partie haute
selon X
Figure 4 Modèle SYMOS
Figure 7 Réponses en partie haute
selon X
Figure 10 SRS en partie haute
selon X
Les réponses temporelles (déplacements,
vitesses et accélérations) sont
calculées sur la durée du séisme (20
secondes) et comparées aux accélérogrammes
(accélérations en fonction du
temps) mesurés lors d’essais réalisés à
la Sopemea au moyen d’un excitateur
electrodynamique biaxial (figure 6).
Figure 6 Onduleur sur excitateur
électrohydraulique
©SOPEMEA / APAVE
Figure 5 Analyse modale
Figure 8 Réponses en partie
haute selon Z
Les SRS (calculés pour une surtension
Q = 25) issus des calculs et des
mesures sont également comparés
(figures 9 et 10) et font apparaitre
également une très bonne corrélation
sur toute la bande de fréquences.
CONCLUSION
Ce type de modélisation simplifiée
à 6 ddl peut être enrichi en ajoutant
des degrés de liberté pour prendre
en compte les modes locaux ou
globaux ayant une masse effective
significative. Le calcul SYMOS
est largement utilisé dans divers
domaines où les équipements
suspendus sont soumis à des chocs
et/ou à des vibrations mécaniques
très sévères. ●
Jean-Michel Courzeraux et Cedric
Moreau (Socitec France)
42 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

ESSAIS ET MODÉLISATION
BOOSTEZ L’INNOVATION ET LA PRODUCTIVITÉ
Simcenter
Physical Testing
Les produits sont de plus en plus complexes, leur diversité augmente et des délais
plus courts sont exigés. Cela demande de tester, valider et optimiser les designs dans
des conditions réelles. Simcenter Physical Testing combine l’acquisition de données
multiphysiques avec un logiciel qui simplifie la collecte de données, l’analyse et la
modélisation dans les domaines clés que sont les vibrations, l’acoustique et la durabilité.
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I43

ESSAIS ET MODÉLISATION
GUIDE D’ACHAT
Comsol Multiphysics
PRÉSENTATION DE LA SOCIÉTÉ ET DE SES
SOLUTIONS
Fondé en 1986, Comsol est un éditeur de logiciels
de simulation dédiés à la recherche et au développement
de produits pour les entreprises technologiques,
les laboratoires de recherche et les
universités, qui emploie plus de 500 personnes et
compte 16 bureaux à l’international, ainsi qu’un
réseau de distributeurs et de consultants certifiés.
SPÉCIALITÉS / SPÉCIFICITÉS TECHNIQUES
/ PRODUITS ET SOLUTIONS
Son produit phare Comsol Multiphysics est un logiciel
de simulation généraliste utilisé dans tous les
domaines de l'ingénierie, de la production et de la
recherche scientifique. Comsol Multiphysics est un
environnement logiciel intégré permettant la création
de modèles basés sur la physique. Son principal
atout réside dans sa capacité à prendre en compte
les phénomènes monophysique ou multiphysiques
de façon intégralement couplée.
C omsol Multiphysics
comprend également des
outils conviviaux comme
un Constructeur de modèles,
un Constructeur d'applications
et un Gestionnaire
de modèles. Le Constructeur
de modèles permet de
construire, résoudre, visualiser
et évaluer les résultats
des modèles. Le Constructeur
d'applications donne des
Des produits complémentaires enrichissent la plateforme
en électromagnétisme, mécanique, acoustique,
thermique, fluidique et chimie. L’intégration
de Comsol Multiphysics avec les principaux logiciels
de calcul et de CAO du
marché est assurée par des
outils d’interfaçage dédiés.
outils pour construire des applications de simulation.
Le Gestionnaire de modèles est quant à lui un
environnement de travail de gestion des modèles et
des applications.
Comsol Compiler et Comsol Server sont des
produits additionnels proposés pour la création et
le déploiement d’applications de simulation. Tous
les produits complémentaires de la suite logicielle
Comsol se connectent de manière transparente à
Comsol Multiphysics pour une méthodologie de
travail de modélisation unifiée, quel que soit l'objet
de la modélisation.
DOMAINES D’APPLICATION
Pour aider ses utilisateurs à gagner en efficacité, en
autonomie, et en compétence dans l'utilisation de
l'interface de Comsol Multiphysics, Comsol fournit
un support technique, des formations ainsi que de
nombreuses ressources d’apprentissage en libre-accès
sur son site comme une galerie d'applications,
des blogs, un centre d'apprentissage, des vidéos etc.
Ses clients rendent ainsi nos voitures et nos avions
plus sûrs et plus économes en énergie, améliorent la
réception de nos téléphones portables, recherchent
de nouvelles sources d'énergie, explorent l'uni-
vers, développent des équipements
médicaux pour
des diagnostics plus précis
et un meilleur confort
des patients, forment la
prochaine génération de
scientifiques, et bien plus
encore. ●
CONTACT
Comsol France
26, rue Gustave Eiffel
38 000 Grenoble
04 76 46 49 01
info@comsol.fr
https://www.comsol.fr/
44 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

ESSAIS ET MODÉLISATION
Simulez des designs,
des dispositifs et
des procédés réels
avec COMSOL
Multiphysics ®
Innovez
plus vite.
Testez davantage votre design
avant le prototypage.
Innovez
mieux.
Analysez les prototypes
virtuels et développez un
prototype physique à partir du
design le plus performant.
Innovez grâce
à la simulation
multiphysique.
Basez vos choix de conception
sur des résultats précis grâce
à un logiciel qui vous permet
d’étudier sans limitation de
multiples effets physiques en
un seul modèle.
scannez moi pour
en savoir plus
comsol.fr/feature/
multiphysics-innovation
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I45

ESSAIS ET MODÉLISATION
GUIDE D’ACHAT
EikoSim
PRÉSENTATION DE LA SOCIÉTÉ ET DE SES SOLU-
TIONS
Créée en 2016, la société EikoSim est un éditeur de logiciels professionnels
dédiés au dialogue essais-simulations pour la mécanique
des solides. À l’origine éditant uniquement une solution de mesure
par Corrélation d’Images Numériques (EikoTwin DIC), elle s’est
depuis diversifiée et propose une gamme de logiciels dédiés à
renforce le lien entre essais physiques et modèles numériques.
Toutes ces solutions visent à renforcer la confiance dans les
modèles en les améliorant en se fondant sur des données d’essais
plus nombreuses et mieux maîtrisées. EikoSim fournit également
du service en cas de problème plus ponctuel.
SPÉCIALITÉS / SPÉCIFICITÉS TECHNIQUES /
PRODUITS ET SOLUTIONS
EikoSim se spécialise dans le développement de logiciels avancés
pour l'analyse par corrélation d’images (DIC) et le dialogue
essai-simulation pour la mécanique des structures. Les logiciels
EikoSim se distinguent par leur ergonomie et convivialité, permettant
une prise en main rapide et intuitive.
• EikoTwin DIC est un logiciel de corrélation d'images dédié
au lien entre les mesures et les simulations numériques. Il
permet de déterminer les erreurs de modèle et d'identifier
les sources d'erreur.
• EikoTwin Lite est dédié à la comparaison essai-modèle rapide
pour les données de
capteurs ponctuels
multiples (jauges de
déformations, déplacement,
effort etc).
ment de procéder à l'étalonnage de simulations via les paramètres
matériaux, pour rapprocher la simulation du résultat
attendu.
• EikoTwin Virtual vous permet d'anticiper les difficultés
expérimentales en préparant des essais de DIC entièrement
virtuels. L'utilisation de scènes DIC virtuelles améliore largement
les chances de faire les bons choix avant l'essai.
DOMAINES D’APPLICATION
Nos logiciels sont utilisés dans des secteurs variés tels
que l’automobile, l’aéronautique, le médical, la défense,
l’électronique/high-tech, et la mécanique. Ils conviennent
aussi bien aux grandes entreprises qu’aux PME cherchant
à améliorer la précision et la fiabilité de leurs simulations
numériques.
• Dans l’aéronautique, le spatial et la défense, la validation
de modèles de simulations de matériaux composites
est un exemple courant d’application, ainsi que le
suivi de fissures ou l’aide à la validation d’assemblages.
Les essais d’impact oiseau sont également souvent
instrumentés par corrélation d’images afin de valider
un modèle de comportement de panneaux ou d’aubes.
• EikoTwin Digital
Twin met en œuvre
des "simulations
augmentées", qui
utilisent les données
mesurées comme
conditions limites,
mais permet égale-
• Dans l’automobile, la modélisation de la durée de vie
des liaisons soudées fait souvent l’objet d’une attention
particulière, mais on peut également citer les cas de
dynamique rapide
en cas de choc sur
le véhicule. ●
CONTACT
Comsol France
26, rue Gustave Eiffel
38 000 Grenoble
04 76 46 49 01
info@comsol.fr
https://www.comsol.fr/
46 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

Mesure par corrélation d'images
pour le dialogue essai-calcul
ESSAIS ET MODÉLISATION
Partenaires
Ils nous font confiance :
"Les solutions de mesure de champs EikoTwin
nous ont fourni des données abondantes,
directement utilisables dans nos références de
simulation"
"Nous sommes désormais capables d’avoir une
vision complète des écarts calcul/mesures à
l’échelle des pièces complexes que nous testons"
"EikoTwin DIC est un outil-clé dans notre
démarche pour rendre la validation de
simulations plus simple. Nous avons besoin que
la simulation et les essais parlent le même
langage"
eikosim.com
Retrouvez-nous
PUBLICOMMUNIQUÉ
Simulation de la fabrication additive métallique : AdditiveLab-
Research 5, allie rapidité, précision et personnalisation
Performances et précision accrues, utilisation avancée des données de scan et
interface utilisateur optimisée, la nouvelle version du logiciel Additivelab-Research
est conçue pour répondre aux enjeux actuels de la fabrication additive métallique.
Les simulations thermo-mécaniques sont jusqu'à 10 fois
plus rapides offrant des résultats plus précis en des temps
raisonnables.
À l'échelle du bain de fusion, un pré-calcul intelligent des paramètres
facilite et fiabilise la modélisation pour des résultats
plus précis.
Une précision également renforcée grâce aux nouvelles
fonctionnalités d'importation et d'alignement de données
de scan pour la génération des contre-déformées, la
calibration des matériaux ou l'analyse des résultats.
L'interface utilisateur a été repensée pour plus de fluidité
et d'efficacité : accès simplifié aux scripts, visualisation des
résultats nodaux, persistance des plans de coupe dans
les animations et identification des objets par couleurs.
Enfin, une documentation exhaustive, enrichie de tutoriels validés
et d'informations détaillées sur les méthodologies de simulation,
permet d'exploiter pleinement les capacités du logiciel.
La nouvelle version d'additivelab-Research
représente une avancée significative dans la simulation
de la fabrication additive. Un seul outil, une
seule interface, pour prédire, optimiser et innover.
●
CONTACT :
Simetal3D : Erwan Beauchesne www.
simetal3d.fr
contact@simetal3d.fr
Salon 3DPrint Congress & Exhibition
stand G14
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I47

DOSSIER
L’INTERVIEW
Des essais en
environnement
toujours
indispensables
dans le
domaine de la
défense
Armé d’une longue carrière passée
au sein de la Direction Générale de
l’Armement, Pascal Lelan revient sur
les évolutions qu’ont connues les essais
dans les domaines de la défense et
de l’armement… Mais pas seulement
puisque le secrétaire de l’ASTE évoque
aussi les avancées majeures faites en
matière de normes et de référentiels
mais aussi sur l’apport de l’IA dans les
métiers des essais.
COMMENT ONT ÉVOLUÉ LES ESSAIS CES
DERNIÈRES ANNÉES DANS LE DOMAINE DE LA
DÉFENSE ET DE L’ARMEMENT ?
Lorsque j’ai démarré ma carrière dans les années 80, la France,
accusait un retard dans le domaine des essais, et pas seulement
dans la défense. Mais le pays a réalisé beaucoup d’efforts et ce
parallèlement à la montée en puissance de l’informatique... Si
bien qu’à la fin des années 90, nous étions passés d’un extrême à
Pascal Lelan
Ingénieur des arts et métiers, Pascal Lelan a
fait toute sa carrière au sein de la DGA, d’abord
à Angers dans les essais de véhicules terrestres
puis à Bourges en tant que chef du département
environnement des systèmes terrestres
(plateformes, armes et munitions). Aujourd’hui,
le secrétaire de l’ASTE est également officier de
réserve, activité à travers laquelle il dispense
notamment des formations sur des logiciels
qu’il a développés au sein de la DGA Techniques
Terrestres.
l’autre, avec un nombre parfois trop important d’infrastructures.
Cette période correspondait également au développement
important de la simulation numérique.
Les années 2000 ont ensuite été marquées par une forte
rationalisation avec le transfert d’une partie des laboratoires
internes des entreprises vers des laboratoires privés spécialisés
sur tout le territoire. Ce mouvement a permis la mise en place
d’un réseau de laboratoires d’environnement indépendants
accessibles à toute l’industrie, gage d’une amélioration de
la qualité des produits. Les essais d’environnement (CEM,
mécanique, climatique) restent un passage obligé dans la
validation des produits complexes et l’expérience des années
passées ne remettent pas en cause cette tendance.
Je pense que ce que l’on retiendra de cette montée en puissance
des moyens informatiques démarrée dans les années 90 c’est
48 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

DOSSIER
© Leonardo
qu’à émergé l’idée que la simulation numérique remplacerait
les essais. Or, cela est loin d’être le cas car de nombreuses
activités d’essai dans le domaine de l’environnement perdurent,
notamment dans le secteur de la défense et de l’armement
terrestre. La raison à cela ? Les bureaux d’études sont surchargés
et les budgets ainsi que les délais limités. Aussi, il reste encore de
nombreuses mises au point à faire sur le terrain qui nécessitent
toujours des essais physiques. D’ailleurs, des entreprises comme
Sopemea et Emitech se sont beaucoup développées car la
demande est forte et croissante.
Il est également important de souligner que les systèmes
militaires au sens large sont massivement équipés de dispositifss
électroniques (communication, guidage, systèmes d’armes, …)
dont l’intégration est toujours difficile à réaliser d’un point
de vue environnemental. Dans le monde de la simulation
numérique, l’environnement est toujours parfait. Mais lorsque
l’on teste le véhicule en environnement réel et extrême, il y
a toujours des interactions et des couplages qui n’ont pas été
prévus par le logiciel. On constate donc qu’à l’usage ça ne
fonctionne pas toujours et que les essais physiques se révèlent
nécessaires.
SYSTÈMES DE MOUVEMENTS HAUTE
PRÉCISION POUR LES APPLICATIONS DE TESTS
AVEC DES EXPÉRIENCES VR IMMERSIVES.
Les solutions d’essais Moog permettent
aux professionnels des essais de valider de
nouveaux produits plus rapidement, de gérer
l’augmentation de la pression réglementaire
et d’améliorer la rentabilité à travers des
essais plus fiables et polyvalents.
Notre expertise inégalée et notre
collaboration étroite avec nos clients
font de Moog un leader dans la fourniture
de solutions d’essais de haute fiabilité
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ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I49

DOSSIER
D’ÉNORMES PROGRÈS DANS LES
LOGICIELS ONT ÉTÉ EFFECTUÉS
MAIS IL SEMBLE QUE LES
SYSTÈMES DE PLUS EN PLUS
COMPLEXES À SIMULER…
La simulation numérique a connu depuis
vingt ou trente ans une progression
considérable. Celle-ci permet en effet
de voir les limites de conception.
Aujourd’hui, il y a très peu de choses
qu’on ne peut pas faire en simulation.
Cependant, une difficulté demeure :
vouloir tout simuler prend un temps infini
et nécessite de mobiliser un trop grand
nombre d’ingénieurs.
Les logiciels sont donc certes performants
mais les industriels n’ont pas le temps de
tout mettre en œuvre, ni l’argent, et les
bureaux d’études doivent tenir des délais.
Or, il est de plus en plus difficile dans la
mesure où, si la simulation par élément
fini notamment a bénéficié de progrès
considérables, le problème demeure les
temps de développement, car pour faire
tourner un outil, il faut une quantité
considérable de données.
« Le diable est dans les détails » est c’est là
que se logent bien souvent les raisons des
dysfonctionnements constatés en usage
réel, la granulométrie qui serait nécessaire
pour appréhender ces problématiques
n’étant pas compatible des modèles
de niveau système. On assiste donc à
un compromis qui permet de tirer le
meilleur des deux approches : une phase
de conception très fortement assistée par
les modèles permettant les principaux
dimensionnements, et une phase de
validation par des essais physiques
permettant de révéler les problèmes
complexes (problèmes thermiques,
couplage mécanique thermique...).
C’est le cas par exemple de l’électronique
qui occupe une place tellement importante
que simuler un véhicule entier est
quasiment impossible aujourd’hui sans
les éléments accessibles provenant d’une
grande quantité de fournisseur différents.
« Les logiciels sont
certes performants
mais les industriels
n’ont pas le temps
de tout mettre en
œuvre, ni l’argent, et
les bureaux d’études
doivent tenir des
délais. »
« Il ne reste donc
que l’essai final pour
tout valider une fois
que le produit est
entièrement monté. »
Les industriels achètent désormais des
systèmes et ne développent plus la totalité
en interne. C’est d’autant plus dommage
que les éditeurs de logiciels ont réalisé
d’importants progrès. Il ne reste donc que
l’essai final pour tout valider une fois que
le produit est entièrement monté.
COMMENT SE POSITIONNE
L’INTELLIGENCE ARTIFICIELLE
DANS CE CONTEXTE ?
Dans le secteur des essais en
environnement on ne parle pas
précisément d’IA, mais plutôt de Big
Data ou de Data Mining. En effet
depuis de très nombreuses années
maintenant, les équipes en charge de la
prise en compte de l’environnement sont
confrontées à la profusion de mesures in
situ visant à caractériser les conditions
d’environnement. Avec l’évolution des
méthodes de traitement depuis une
dizaine d’années portées par l’évolution des
normes , on est passé de méthodes plutôt
artisanales à un processus totalement
automatisé permettant d’aller plus vite et
d’être plus performants.
L’intelligence artificielle s’applique en
priorité à des phénomènes complexes
et mal compris via un apprentissage
menant à un algorithme de décision.
En environnement les mécanismes
d’endommagement sont globalement
bien maitrisés, et l’objectif c’est de tirer
un maximum d’information des bases de
données. En mécanique par exemple les
nouvelles techniques qui sont apparues
ces dernières années nous permettent de
prévoir et d’envisager ce qui va se passer
dans les dix ou vingt années à venir, à
partir de l’analyse de quelques dizaines
de minutes d’enregistrement.
EN MATIÈRE DE RÉFÉRENTIELS
AUSSI, LE MONDE DES ESSAIS
BOUGE BEAUCOUP, NOTAMMENT
AVEC L’ARRIVÉE DES NORMES
AFNOR X50-144…
La France a revu en effet son
50 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

DOSSIER
référentiel normatif dans le domaine
environnemental. Cette collection de
normes – Afnor X50-144 – a rendu
obsolète l’ancienne GAM EG 13 très
utilisée dans le domaine militaire. Un peu
bousculées à leur sortie par la profession,
ces nouvelles normes ont revisité les
méthodes de personnalisation en
particulier dans le secteur de la mécanique.
En apportant des réponses à des questions
en suspens depuis longtemps, celles-ci
sont maintenant disponibles même si elles
doivent encore être affinées et simplifiées.
Le dernier fascicule publié en 2021
de cette collection de normes Afnor
qui en compte 6, a été suivi d’une
traduction intégrale qui a permis in
intégration directe dans le référentiel
de normalisation de défense européen
(EDStar) piloté par l’Agence européenne
de défense, mais également au niveau de
la normalisation OTAN dans le cadre
du STANAG 4370 (Standardisation
« Grâce aux efforts
de la communauté
scientifique, nos
industries seront
mieux armées pour
affronter les défis
qui les attendent
dans le cadre des
coopérations
internationales à venir
en Europe. »
Agreement) pour les acquisition de
défense. L’enjeu est d’importance car ces
travaux, pilotés par la Délégation générale
pour l’armement (DGA) – appuyée par
des experts nationaux de l’industrie –
permettent aux industriels français du
secteur militaire de proposer des processus
de qualification reconnus à l’international,
reposant sur le savoir-faire national dans
le cadre de coopération multilatérale ou à
l’export.
Grâce aux efforts fournis par la communauté
scientifique du secteur de l’environnement,
nos industries seront mieux armées pour
affronter les défis qui les attendent dans le
cadre des coopérations internationales à
venir en Europe, comme de MGCS (Main
Ground Combat System) projet de futur
char franco-allemand ou le SCAF (Système
de Combat Aérien du Futur). ●
Propos recueillis par Olivier Guillon
Acoem AT-400
UNE PRÉCISION DOUBLÉE
EN TOUTE CIRCONSTANCE
Capteurs robustes deux axes et polyvalence inégalée
L’alignement de précision encore simplifié
Détecteurs sensibles de position DualXL PSD
7 méthodes de mesure
Interface d’alignement d’arbre 3D GuideU
Distance de mesure jusqu’à 20 mètres
DUAL SWEEP MULTIPOINT GARANTIE CONNECTIVITE
A VIE
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ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I51

DOSSIER
REPORTAGE
Le LNE inaugure en
grandes pompes
LE.IA, son laboratoire
d’évaluation de
l’intelligence artificielle
Déjà engagé depuis 2008 dans l'évaluation
des technologies d'intelligence artificielle
(IA), le LNE se renforce une nouvelle fois avec
l'inauguration le 14 mai à Trappes d'une salle
immersive baptisée LE.IA Immersion. Si les
applications dans l’IA sont nombreuses, la
défense était à l’origine des compétences
du laboratoire et reste très demandeur des
savoir-faire du laboratoire parisien.
La rédaction d’Essais & Simulations s’est rendue le mardi
14 mai, à Trappes (Yvelines), à l’inauguration du LE.IA
par Thomas Grenon, directeur général du Laboratoire
national d’essais (LNE). Celle-ci s’est faite en présence
de nombreux officiels – et ce malgré l’absence de la secrétaire
d’État chargée du Numérique Marina Ferrari.
Déjà engagé depuis 2008 dans l’évaluation des technologies
d’intelligence artificielle (IA), le LNE se renforce une nouvelle
fois avec l’inauguration le 14 mai à Trappes d’une salle
immersive baptisée LE.IA Immersion. Cet équipement d’un
montant d’1,5 M€ vise à tester un système (d’un client industriel
par exemple) au sein d’un environnement virtuel.
DES DOMAINES D’APPLICATIONS DIVERS ET VARIÉS
Parmi les grands domaines d’applications, on trouve la santé
(par exemple des robots d’aide à la personne dans les hôpitaux),
la mobilité avec les véhicules autonomes, la sécurité et la défense
mais aussi l’industrie via des robots intelligents d’inspection et
de maintenance ou encore la robotique de service et agricole.
Le LE.IA Immersion s’ajoute aux deux autres branches du laboratoire
en matière d’IA : le LE.IA Simulation, une plateforme
chargée de tester un système intelligent en simulation numérique,
et le LE.IA Action, plateforme destinée à mettre en situation
physique, répétable et standardisée un système au sein
d’une chambre climatique.
FOCUS SUR LA DÉFENSE ET L’ARMEMENT
Historiquement, le laboratoire a fait ses premiers pas dans l’IA
pour des applications de traduction. Cela peut paraître un peu
éloigné des applications industrielles et des belles promesses
de l’IA aujourd'hui. Mais au-delà d’utilisation grand public, la
reconnaissance vocal et la traduction simultanée s’avère stratégique
pour prendre les communications audio et écrites sur
le terrain pour déjouer des communications sensibles.
C’est ce qu’explique Stéphane Jourdain, responsable du pôle Essais
en environnement et Médical. « À l’origine, l’objectif était d’alimenter
la DGA sur des choix technologiques. Puis nous avons travaillé
sur d’autres projets avec de plus en plus de complexité à la fois dans le
domaine du son combiné à de l’image puis de la vidéo. L’objectif par
exemple est de repérer des blindés, des bâtiments suspects ou faire de
la reconnaissance faciale… pour ensuite fusionner les données. C’est
pourquoi la défense suit depuis longtemps les évolutions de l’IA ».
52 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

DOSSIER
« NOUS FABRIQUONS DES JEUX VIDÉOS »
Dans le domaine domaine de la défense, trois exemples d’applications
sur le terrain militaire ont ont été mis en avant le jour de l’inauguration.
Le premier concerne la représentation d’un camp, dans lequel circule
un robot à partir d’une vue terrestre, pour le déminage et repérer des
soldats cachés ; « il s’agit d’une reproduction virtuelle dans laquelle on
y met ce que l’on veut. En somme, nous fabriquons des jeux vidéos ».
Autre exemple d’application, le LNE a travaillé pour un fabricant
de système système d’intelligence artificielle implémentée dans
des avions de chasse afin d’aider un pilote pris en « sandwich » et
lui proposer des trajectoires pour s’en échapper.
Mais Stéphane Jourdain ne manque pas de préciser que cette technologie
révèle de nombreux points commun entre la défense et d’autres
secteurs d’activités tels que le monde agricole, pour qu’un tracteur
détecte des obstacles comme le char repère un ennemi. C’est le cas
aussi de la robotique en milieu hospitalier. « Le LNE s’inscrit dans
la défense comme dans le reste. Finalement, peu importe les usages
qu’en font les industriels, même si les niveaux de précision et de rapidité
peuvent varier d’une utilisation à l’autre. L’objectif est de toujours
définir le bon métrique pour définir la performance de l’outil. »
Enfin, le LNE est impliqué dans les projets European Defence Funds
(EDF) portant sur la détection des mines et des menaces cachées,
grâce notamment à de l’imagerie militaire, satellite et aérienne, ainsi
qu’un pôle consacré aux drones. « Les systèmes que l’on évalue peuvent
se transposer partout, y compris aux soldats, comme les systèmes embarqués
et l’analyse audio avec la traduction de l’environnement. Il est également
possible d’y associer une caméra embarquée pour les forces de
l’ordre ». Des applications qui ouvrent un large champ des possibles. ●
Olivier Guillon
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les vibrations
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I53

DOSSIER
SOLUTION
Avec Nomad, Metravib Engineering entend être un
partenaire à part entière des industriels de la défense
Cet article donne un aperçu d’une des prestations réalisées par les équipes de Metravib
Engineering (groupe Acoem) dans le domaine des véhicules militaires et présente la
technologie phare Nomad pour la maintenance prévisionnelle in-situ et permanente,
appelée à s’appliquer plus largement.
Filiale du groupe Acoem focalisée sur les prestations
d’ingénierie en acoustique et vibrations, Metravib est
régulièrement consulté par les industriels de la Défense.
Au fil des ans, des partenariats solides se sont noués
pour traiter les problématiques en vibroacoustique et fiabilité
des structures.
de la suspension a permis d’obtenir des résultats prometteurs,
appuyés sur :
• Des tests effectués sur des pistes représentant différentes
conditions environnementales et un nombre important
de données collectées pour appliquer une méthode d'apprentissage
supervisé,
• Une méthodologie basée sur une approche physique du
comportement dynamique de la suspension, débouchant
sur des indicateurs pertinents,
• L’introduction de la notion de capteurs virtuels pour s’affranchir
de la possible défaillance d’une instrumentation
sur-sollicitée ; les mesures sont réalisées avec un nombre
limité de capteurs (1 seul capteur situé à l’intérieur de l’habitacle).
L’approche HUMS proposée permet de construire un classifieur
adapté aux suspensions, qui renseigne sur l’usage du véhicule,
c’est-à-dire la sévérité des environnements rencontrés et
le cumul de dommage sur les composants surveillés.
Initialement engagé aux côtés de la DGA sur le programme
de discrétion acoustique des SNLE, Metravib a su diversifier
ses compétences au bénéfice de multiples secteurs industriels,
accompagnant ses clients durant les différents stades du cycle
de vie d’un équipement (conception, réalisation, tests et
validation).
AMÉLIORER LA FIABILITÉ DES ÉQUIPEMENTS
La maîtrise des vibrations joue un rôle essentiel sur la longévité
des structures fortement sollicitées (notamment les suspensions
de train avant/arrière). Particulièrement impliqué sur
cette thématique, Metravib propose une approche innovante
de type HUMS (Health Usage Monitoring of Structures) afin
de répondre aux questions posées par les industriels. Ainsi,
une première étude consacrée à l’analyse du comportement
Classification des usages Véhicule par
mesure indirecte (capteur virtuel)
54 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

DOSSIER
NOMAD POUR LA MAINTENANCE PRÉVISIONNELLE
IN SITU ET PERMANENTE
Nomad (Novel Operator for Multi Analysis Demonstration) fournit
une solution méthodologique et technologique versatile (donc
multi-sectorielle) permettant la maîtrise des aspects de la surveillance
vibratoire, de la maintenance par l’analyse permanente en
conditions opérationnelles sur l’ensemble du cycle de vie d’une
structure. Le déploiement de Nomad vise à l’extension maîtrisée
de la durée de vie potentielle des matériels fortement sollicités, à
différents niveaux :
1. État de santé actuel : valider que le matériel sensible n’a pas
subi de sollicitations supérieures à celles pour lesquelles il a
été qualifié et qu’il reste opérationnel.
2. État de santé prédictif : prédire et valider que le matériel
sensible ne subira pas de sollicitations supérieures à celles
pour lesquelles il a été qualifié pour de futures opérations
définies par leur profil de mission, durée de vie résiduelle
extrapolée à court terme
3. Apprentissage et enrichissement de la qualification : enregistrer
et apprendre sur le matériel en environnement opérationnel
(tous profils de mission) pour enrichir la qualification en
conception.
4. Acquérir du REX pour les futurs projets. Inciter à la conception
au juste nécessaire servant ainsi une partie des enjeux
sociétaux de l’éco-conception et du reconditionnement.
Nomad permet ainsi de développer rapidement de nouveaux
outils de monitoring intelligents. Il embarque le savoir-faire
de Metravib incluant les domaines du traitement du signal,
de la détection d’usages, d’événements ou défauts à partir de
modèles de machine learning pré entraînés, et du monitoring
de l’état de santé de structure (estimation de l’endommagement).
●
PUBLICOMMUNIQUÉ
SYMÉTRIE
Symétrie, l’un des leaders mondiaux de
mécanismes à structure parallèle de type
hexapode depuis plus de 20 ans
Son savoir-faire reconnu est basé sur des connaissances poussées en robotique et
mécatronique de haute précision associé avec de nombreuses expériences dans la
mise en œuvre de cette technologie à fort potentiel d’innovation.
Des acteurs majeurs nationaux et internationaux tels que DGA,
Naval Group, Gaz Transport Technigaz , Nexter, L3Harris,
Airbus, Raytheon, Thales, NASA ... etc. exploitent les
hexapodes Symétrie.
Reconnues pour leur robustesse, leurs performances dynamiques et leur qualité
de reproduction des mouvements, ces plateformes dynamiques à 6 degrés de
liberté sont associées à un logiciel ergonomique permettant leur pilotage en
temps réel, ou par chargement d’une séquence de mouvements prédéfinis.
Ces systèmes hexapodes sont destinés à des applications variées et
exigeantes au sein de nombreux secteurs d’activités comme la défense
et aérospatial :
• Tester et calibrer une large gamme de systèmes embarqués tels que
des dispositifs de communication, des systèmes d’armement, des
VTOL, des centrales inertielles, des gravimètres… ;
• Reproduire des situations d’entrainement pour la forma tion des
opérateurs, et permettre une simulation de terrains hostiles terrestres,
aériens ou maritime.
UNE GAMME COMPLÈTE
Symétrie a développé une large gamme de produits répondant aux
enjeux de nombreux secteurs d’activités, avec des charges utiles allant
de 50 kg à plus de 6 tonnes : HEGOA, NOTUS, MISTRAL, SIROCCO
et AQUILON.
Symétrie apporte une solution clé en main à ses clients depuis la conception
par CAO du système, à l’adaptation du
système jusqu’à son intégration, sa qualification
et sa mise en service sur site ●
CONTACT :
10, allée Charles Babbage
30000 Nîmes - France
Téléphone : 04.66.29.43.88
info@symetrie.fr
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I55

DOSSIER
AVIS D’EXPERT
Essais et simulations au service
du développement des systèmes
électroniques embarqués dans
les munitions tirées au canon
Initié depuis la fin des années 90, le développement de
munitions « intelligentes » représente un véritable bond
technologique dans le domaine des munitions tirées au canon,
avec pour objectif de proposer notamment des produits
comme la munition Katana de KNDS offrant des capacités de
guidage/pilotage pour des frappes d’une grande précision et
à coût compétitif par rapport aux solutions présentées par les
missiliers. Le développement d’une telle gamme de munitions
impose toutefois de relever deux défis majeurs.
Julien Pavier
Le premier défi est technologique.
Il s’agit d’être en capacité d’assurer
l’intégration, la tenue mécanique
et le fonctionnement des
systèmes électroniques embarqués. Ces
derniers sont développés en grande partie
sur la base de composants électroniques
s'adressant aux marchés industriels et dès
lors non conçus pour répondre spécifiquement
aux contraintes d'environnement des
tirs en arme. Or, le domaine munitionnaire
est probablement un des plus sévères du
point de vue des sollicitations dynamiques
qui s’exercent sur le produit lors de son
cycle de vie opérationnel. Chutes, mises
à poste en arme, coup de canon, perforation
de cibles sont autant de phases qui
Ingénieur et Docteur en mécanique de l’Insa-CVL, Julien
Pavier travaille depuis une quinzaine d’années au sein
de la R&D de KNDS Ammo France où il occupe le poste
d’ingénieur en dynamique des structures. Il est également
chercheur associé au sein du laboratoire Gabriel Lamé
(Insa-CVL).
génèrent des chargements dynamiques de
natures extrêmement variées et dont l’intensité
est rarement égalée dans d’autres
secteurs comparables au nôtre (missiliers,
spatial).
Le second défi est méthodologique. En
effet, si le développement et la qualification
des munitions conventionnelles
reposent traditionnellement sur un
nombre important d’essais opérationnels
en appareils de tir ou systèmes d’armes afin
de démontrer la robustesse et fiabilité du
design, une telle démarche ne peut pas être
économiquement viable pour des munitions
pilotées guidées de gros calibre qui
sont des produits relativement coûteux. De
plus, si l’utilisation de systèmes de télémesure
permet de monitorer le comportement
des systèmes électroniques lors des
tirs, la récupération post-tir des projectiles
dans des conditions permettant l’expertise
physique et l’analyse des modes de
défaillance des composants est relativement
complexe. Le développement d’un
récupérateur balistique de gros calibre en
solution alternative reste une opération
complexe et coûteuse qui génère également
des sur-contraintes d’environnements
par rapport à ceux observés par le
seul tir en arme [1].
Pour assurer la maîtrise des programmes
de ces munitions complexes et coûteuses, il
est primordial de développer des méthodes
alternatives à une qualification reposant
uniquement sur des essais de tirs opérationnels
en arme à l’échelle du produit
complet. Il appartient donc aux industriels
de mettre en place des méthodes
permettant la compréhension, la caractérisation,
la spécification et la reproduction
des environnements dynamiques spécifiques
du coup de canon. Cette approche
repose notamment sur le dimensionnement
de bancs d’essais à l’échelle labora-
56 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

DOSSIER
Figure 1 : Sortie de bouche d'un projectile de 155mm (gauche) et mesure d’un choc
lors du coup de canon avec un projectile instrumenté (droite) de 155mm (KNDS
Ammo France).
toire permettant de mener des expertises
et démontrer la robustesse du design des
sous-systèmes embarqués par des essais
à faibles coûts. Cet article présente une
approche mise en place au sein de KNDS
Ammo France concernant l’environnement
de choc de sortie de bouche d’arme
qui est particulièrement sévère pour les
sous-systèmes électroniques embarqués.
Ces travaux s’appuient sur une forte imbrication
entre essais et simulations numériques
aux différentes étapes.
L’ENVIRONNEMENT DE SORTIE DE
BOUCHE LORS DU COUP CANON :
UN CHOC DE RELAXATION
Le retour d’expérience de différents
programmes de développement de
munitions « intelligentes » montre que
les systèmes et composants électroniques
sont particulièrement sensibles aux chargements
transitoires qui résultent de
la réponse vibratoire de la structure de
l’obus aux chocs rencontrés lors du cycle
de vie opérationnel et notamment lors de
la phase de sortie de bouche [1,2].
Cet environnement se caractérise par une
réponse vibratoire transitoire marquée
par de fortes accélérations et des hautes
fréquences (10 000g/10 000Hz) qui le
place dans la gamme des chocs « pyrotechniques
». Les équipes de recherche de
l’Army Armament Research Development
and Engineering Center ont consacré 10
ans d’études sur cet environnement dans le
cadre des travaux de développement de la
munition pilotée guidée Excalibur. Différents
travaux de recherche ont également
été menés au sein de KNDS Ammo France
permettant d’en comprendre l’origine et de
mettre en lumière les paramètres influents.
Notre approche s’appuie sur une utilisation
combinée de tirs en arme à l’aide d’obus
instrumentés et sur la mise en place de
simulations numériques [3,4].
La figure 1 illustre la sortie de bouche d’un
projectile de 155mm ainsi que la mesure
de l’accélération longitudinale au sein d’un
obus instrumenté montrant le choc à fort
contenu fréquentiel généré dans cette
phase de balistique intermédiaire. Nos
travaux, illustrés en figure 2, montrent
qu’au niveau des sous-systèmes électroniques
embarqués, l’environnement dynamique
du coup de canon peut être scindé
© xxx
en deux chargements distincts et successifs.
En phase de balistique intérieure
dans le tube d’arme (étape 1 en figure
2), le chargement s’assimile à une accélération
pseudo-statique (1/2 sinus supérieur
à 10 000 g sur environ 20 ms) avec un
fort contenu impulsionnel. Pendant cette
phase, la structure du corps d’obus n’est
pas choquée et agit comme une simple
plaque de poussée mettant en vitesse le
bloc électronique. Il n’y a pas de discontinuité
de vitesse au sein de la structure, tous
les éléments du projectile ont localement
la même accélération.
Cet environnement est parfaitement «
simulable » par des moyens déjà existants
comme des simulateurs d’accélération ou
des essais en centrifugeuse. En phase de
balistique intermédiaire, lors de la sortie
de tube (étapes 2 et 3 en figure 2), on
observe une relaxation brutale de l’état de
contrainte au sein du corps du projectile
générée par, d’une part, la relaxation des
efforts d’interaction avec le tube et, d’autre
part, celle des gaz du système propulsif (cf.
figure 1). La structure de l’obus est alors
choquée et impose ainsi au sous-système
électronique embarqué, par ces modes
vibratoires, un chargement dynamique
transitoire, haute fréquence et faiblement
impulsionnel. Cet environnement peut
être caractérisé sous la forme d’un spectre
de réponse aux chocs (SRC) donnant une
spécification de l’environnement « opérationnel
» réel.
DÉVELOPPEMENT D’UN ESSAI
D’ENVIRONNEMENT POUR LES
CHOCS DE BOUCHE
Les environnements de chocs de bouche sont
relativement proches des environnements
de type chocs pyrotechniques étudiés
dans les domaines spatiaux et missiliers.
Ces environnements sont caractérisés
sous la forme d’un SRC présentant
un faible contenu impulsionnel mais
de forts niveaux d’excitation à hautes
fréquences. Différentes techniques
existent pour simuler ces environnements
spécifiés sous la forme de SRS.
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I57

DOSSIER
Elles reposent sur la définition d’une
source d’excitation (par impact mécanique
ou détonation d’un cordeau) et
le design d’un résonateur, i.e. d’une
structure « excitée » conçue spécifiquement
pour transmettre ses modes de
réponses vibratoires hautes fréquences
aux structures électroniques à tester.
Dans notre contexte munitionnaire,
le meilleur résonateur théorique que
l’on puisse définir pour la reproduction
de l’environnement dynamique
est le corps du projectile lui-même.
En effet, s’il est correctement excité,
celui-ci fournira naturellement des
modes de réponse dynamiques similaires
à ceux observés lors de la relaxation
en sortie de bouche. Nous avons
donc construit une méthode de reproduction
des environnements de chocs
de bouche sur le principe de l’excitation
d’un projectile inerte considéré
comme libre-libre par un montage
de type pendule et excité par impact
mécanique.
Pour cela, nous avons basé notre
étude sur l’architecture du projectile
instrumenté qui nous a servi, lors des
campagnes de tirs en arme (figure 1
à droite), pour établir des spectres
Figure 2 : Simulation numérique des tirs en arme avec le projectile instrumenté,
mise en lumière caractérisation de l’environnement de sortie de bouche comme un
choc de relaxation des contraintes internes de la structure porteuse du projectile.
opérationnels de chocs de bouche
correspondant aux conditions de tir
les plus sévères (chargement en zone
6 à +21°C). L’essai présenté en figure
3 a été dimensionné sur la base du
modèle E.F. du projectile instrumenté
(figure 2). Les simulations numériques
du projectile lors du coup de
canon ont permis d’établir un spectre
cible de réponse théorique du choc de
bouche pour l’accéléromètre numérique.
Le dimensionnement des impacteurs
et la définition des gammes de
vitesses d’impact pour le simulateur
expérimental ont été obtenus par une
démarche de simulation numérique
itérative, comparative entre le spectre
obtenu et le spectre cible théorique.
Les résultats obtenus expérimentalement
suite à la mise en place du banc
d’essai confirment la pertinence de l’ap-
Figure 3 : Dispositif permettant de réaliser des essais d’environnement de choc de
sortie de bouche.
58 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

DOSSIER
proche. En effet, la méthode permet de
reproduire des environnements dynamiques
représentatifs, au sens temporel
comme au sens des SRC, des environnements
observés lors des tirs en arme. La
figure 4 compare les SRC obtenus lors
de tirs opérationnels en arme (courbes
bleues) et les résultats obtenus avec l’essai
d’environnement pour une vitesse
d’impact de 100 m/s (courbes rouges).
Ce dispositif montre une reproductibilité
des résultats satisfaisante et
permet de plus de piloter l’intensité
de l’environnement simulé en opérant
des glissements de spectres par une
action sur la vitesse des impacteurs.
Ce moyen d’essai nous permet de
tester rapidement et à faibles coûts
des solutions d’architecture et d’intégration
de systèmes électroniques et
ainsi démontrer leur capacité à protéger
les systèmes électroniques lors de
la phase de sortie de bouche. ●
Julien Pavier
Figure 4 : Comparaison des SRC de choc de bouche obtenus en tirs opérationnels
en arme (courbes bleus) et lors des essais d’environnement (courbes rouges)..
RÉFÉRENCES
[1] J.A. Cordes, P.Vob, J.R. Leea, D.W. Geisslera, J.D. Metza, D.C.
Troasta, A.L. Tottena, Comparison of shock response spectrum
for different gun tests, Shock and Vibration 20 (3), 481–491, (2013)
[2] D. Carlucci, R. Pellen, J. Pritchard, W. Demassi, Smart
projectiles: design guidelines and development process keys to
success, Technical Report ARMET-TR-10019 (2010)
[3] J. Pavier, J-L. Hanus, P. Bailly, Etude expérimentale et numérique
du comportement dynamique des projectiles en sortie de tube d’arme
: méthode expérimentale de reproduction de ces environnements
dynamiques, 25e Congrès Français de Mécanique, (2022)
[4] J. Pavier, Experimental and numerical study of the dynamic
response of gun launched projectile during muzzle exit: Development
of a laboratory scale muzzle exit shock simulator, 33rd International
Symposium on Ballistics, (2023)
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I59

DOSSIER
COMMUNIQUÉ
Dernières technologies d'essais
pour des applications exigeantes
Dans le paysage technologique changeant d'aujourd'hui, les systèmes terrestres,
maritimes et aériens doivent être soumis à des tests rigoureux pour s'assurer qu'ils
fonctionnent en cas de besoin. Les fournisseurs d'équipements et de véhicules utilisent
des instruments d'acquisition de données pour effectuer ces tests critiques, dont la
plupart ont lieu pendant le développement du produit. Malgré les immenses différences
entre les aéronefs, les engins spatiaux, les véhicules terrestres, les embarcations
de surface et sous-marines et les navires, plusieurs exigences clés les concernent.
Cet article décrit ces exigences essentielles et montre comment les instruments
d'acquisition de données (DAQ) avancés de Dewesoft y répondent.
La vitesse d'acquisition est toujours un facteur, en
particulier lorsqu'il s'agit d'effectuer des essais
physiques de vibration sur des machines qui
évoluent de plus en plus vite. Comme de plus en plus
d'appareils alimentés par batterie sont mis en ligne, la nécessité
d'effectuer constamment des tests à grande vitesse sur les
électromoteurs et les onduleurs s'accroît. Outre les essais sur
les électromoteurs et les onduleurs, les taux d'échantillonnage
élevés du SIRIUS XHS en font l'outil idéal pour réaliser
des essais de chocs à haute impulsion SRS (shock response
spectrum) ainsi que toutes applications de détonique avec la
capacité de mesurer les ondes de chocs.
Le SIRIUS XHS est conçu précisément pour cela : c'est un
petit appareil modulaire avec huit entrées, chacune capable de
numériser des signaux analogiques à des taux allant jusqu'à
15 Méch/s avec une bande passante de 5 MHz. Lorsque la
gamme dynamique est plus importante que la vitesse, SIRIUS
XHS offre une gamme dynamique sans repliement de 150 dB
avec une résolution de 24 bits et un taux d'échantillonnage
de 1 Méch/s. Chaque voie peut être utilisée simultanément
dans n'importe quelle application, n'importe quel mode et
à n'importe quel taux d'échantillonnage disponible. Pour
les applications sur le terrain où l'alimentation en courant
alternatif ou continu est limitée ou peut fluctuer, une petite
batterie est disponible pour alimenter tous les instruments
Dewesoft sans défaillance.
SIRIUS XHS avec PC SIRIUS - SBOX à l'arrière
La robustesse est une exigence fondamentale dans ces
applications. Les instruments classiques tels que les
oscilloscopes sont conçus pour vivre sur un banc d'essai.
Mais dans le monde réel, les articles de test sont soumis à des
chocs brutaux et à des environnements remplis de vibrations,
à des températures extrêmes, à des pulvérisations d'eau
salée, et pire encore. Dewesoft a développé la série d’appareil
robuste KRYPTON pour ces applications exigeantes. Chaque
module KRYPTON est conçu pour résister à des chocs et des
vibrations très importants et est étanche aux liquides et à la
poussière selon la norme IP67. En outre, ils fonctionnent de
-40° à +85° C.
Les instruments de test encombrants ne font pas bon ménage
avec le monde rude des essais électromécaniques sur le terrain.
60 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

DOSSIER
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ouvrages et guides techniques.
Depuis 1967, nous avons formé plus de 6 000 scientifiques, ingénieurs
et techniciens. Nos formations sont dispensées par les meilleurs experts
du moment, sélectionnés au sein des sociétés et laboratoires français
de pointe.
Qui est concerné par notre activité ?
• Les laboratoires d’essais, les équipementiers,
les concepteurs et intégrateurs de systèmes
• Les scientifiques, ingénieurs et techniciens
en charge de la conception, des essais,
de la fabrication et de la qualité
• Les concepteurs, constructeurs et vendeurs
des moyens d’essais
• Les étudiants et les enseignants
Association pour le développement des Sciences et Techniques de l’Environnement - Association régie par la loi 1901
1, place Charles de Gaulle - 78180 MONTIGNY LE BRETONNEUX - www.aste.asso.fr - Tel : 01 61 38 96 32
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I61

DOSSIER
Les appareils qui ne sont pas seulement robustes, mais qui
ont aussi la plus petite taille possible, offrent de nombreux
avantages. C'est pourquoi KRYPTON est disponible en version
monovoie de très petite taille. Les ingénieurs d'essai peuvent
connecter des modules à une ou plusieurs voies dans n'importe
quelle combinaison. Les modules KRYPTON sont connectés
en guirlande à l'aide d'un seul câble EtherCAT robuste, qui
transporte les données numérisées, l'alimentation et la La
compatibilité avec les interfaces de données standard est
Modules KRYPTON
nécessaire pour tester les systèmes avancés d'aujourd'hui. C'est
pourquoi Dewesoft supporte de multiples sources de données,
y compris IRIG 106 (Chapitres 4 et 10), PCM Telemetry, iNET,
ARINC 429, MIL-STD-1553, analogique, numérique, vidéo,
série, ethernet, UART, GNSS/GPS, Navigation Inertielle,
CAN bus, et plus encore. La NASA et l'ESA utilisent les
systèmes Dewesoft pour surveiller des milliers de paramètres
simultanément pendant les tests, les lancements et les vols
spatiaux.
Le logiciel DewesoftX surveille des
milliers de voies de télémétrie d'aéronefs
et d'engins spatiaux
L'instrument PCM-FS2 de Dewesoft est un décommutateur
IRIG de classe II à double synchronisation de trame avec des
débits de données allant jusqu'à 40 MBit/seconde. Il s'agit
d'un décommutateur logiciel qui offre une gamme complète
de décodage pour les paramètres normalement commutés,
super et sous-commutés, les trames intégrées et la commutation
rapide du décommutateur. Celui-ci est largement utilisé dans
les laboratoires de télémétrie les plus avancés du
monde, grâce à une coopération étroite avec les
principaux enregistreurs de vol et fournisseurs
d'équipements au sol.
Tous les types de véhicules ou de systèmes
terrestres, maritimes, aériens et spatiaux sont
soumis à un régime d'essais et d'analyses modales
afin de garantir leur intégrité structurelle sous
les charges importantes auxquelles ils seront
confrontés pendant leur fonctionnement. Ces
tests physiques dynamiques comprennent l'analyse
de l'ordre, les tests de réduction sinusoïdale,
l'analyse FFT et l'analyse torsionnelle et vibratoire.
Grâce à leur large bande passante, à leur gamme
dynamique et au conditionnement des signaux
pour les accéléromètres, les microphones, les
jauges de contrainte et d'autres capteurs, les
instruments Dewesoft tels que SIRIUS sont
largement utilisés dans le monde entier. Le
logiciel DewesoftX fournit les capacités de calcul
et de contrôle visuel qui rendent ces applications
possibles. Lancé en 2000, DewesoftX ne cesse
de s'améliorer et de se perfectionner, tout en
conservant sa légendaire facilité d'utilisation et
sa courte courbe d'apprentissage.
Dewesoft fournit un puissant écosystème
d'instruments et de dispositifs abordables qui
s'intègrent de manière transparente et peuvent
être utilisés dans des milliers de configurations
possibles. Le chronométrage et la synchronisation
sont intégrés dans chaque appareil, et tous
partagent la même plateforme logicielle DewesoftX
pour une formation rapide de l'utilisateur et un
fonctionnement cohérent. Toutes ces avancées ont
été possibles grâce aux ingénieurs d'application
Dewesoft qui travaillent en étroite collaboration
avec les ingénieurs de l'industrie, transformant
leurs idées et leurs suggestions pour la prochaine
génération d'excellence en matière d'acquisition
de données.
EN SAVOIR PLUS :
dewesoft.com/fr
linkedin.com/company/dewesoft-france
62 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024

VIE DE L’ASTE
ÉVÉNEMENT
Journée technique ASTE – CEA LIST à Paris-Saclay (91)
L'ASTE organise en octobre au CEA List (Paris-Saclay
– 91 ; date à venir) une journée technique sur le thème
"Jumeau numérique et instrumentation numérique".
La matinée sera consacrée aux conférences techniques.
L'après-midi, le CEA propose une visite de son site organisée
autour de 3 pôles :
• POI 1 : Contrôle Non Destructif | Plateforme GERIM (UT,
CF, tomoX)
• POI 2 : Prisma, Plateforme pour la continuité de la chaîne
Numérique de la fabrication additive
• POI 3 : espace de démonstrateurs du Département d'instrumentation
numérique du CEA List ●
EN SAVOIR PLUS >
Informations et inscriptions : Patrycja Perrin
(pperrin@aste.asso.fr, 01 61 38 96 32).
COMPÉTENCES
Formation SAFI - Statistical Analysis For Industry
L'ASTE propose en partenariat avec le Campus Européen
de Bradford, les sessions de formation « Statistical Analysis
For Industry » (SAFI).
Informations et inscriptions : Patrycja Perrin (pperrin@aste.
asso.fr, 01 61 38 96 32).
Introduction to Python with Google Colab/Introduction à
Python avec Google Colab (SAFI-M0)
Durée : 7h (1 jour)
Tarifs : Non Membre (HT) : 700 € – Membre ASTE (HT) :
560 € – Membre Consortium SAFI (HT) : 400 €
Prochaine session : 9/09/2024
Statistics for Engineering/Statistiques pour l’ingénierie (SAFI-M1)
Durée : 35 heures (5 jours)
Tarifs : Non Membre (HT) : 3 000 € – Membre ASTE (HT) :
2 500 € – Membre Consortium SAFI (HT)
: 2 000 €
Prochaine session : 11-12-18-19-20/09/2024
Reliability Engineering (SAFI-M3)
Durée : 35 heures (5 jours)
Tarifs : Non Membre (HT) : 3 000 € –
Membre ASTE (HT) : 2 500 € – Membre
Consortium SAFI (HT) : 2 000 €
Prochaine session : 9-10-16-17-18/12/2024
Robust Engineering / Ingénierie Robuste (SAFI-M5)
Durée : 35 heures (5 jours)
Tarifs : Non Membre (HT) : 3 000 € – Membre ASTE (HT) :
2 500 € – Membre Consortium SAFI (HT) : 2 000 €
Prochaine session : 2025
Statistical Applications of Industrial Big Data /Applications
statistiques du Big Data dans l’industrie (SAFI-M6)
Durée : 35 heures (5 jours)
Tarifs : Non Membre (HT) : 3 000 € – Membre ASTE (HT) : 2
500 € – Membre Consortium SAFI (HT) : 2 000 €
Prochaine session : 26-27/06 et 3-4-5/07/2024
Industrial Big Data Analysis and Mining
/ Analyse et exploration des big data dans
le secteur industriel (SAFI M8)
Durée : 35 heures (5 jours)
Tarifs : Non Membre (HT) : 3 000 € –
Membre ASTE (HT) : 2 500 € – Membre
Consortium SAFI (HT) : 2 000 €
Prochaine session : 25-26-2-3-4/10/2024
ESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • Mai - Juin - Juillet 2024 I63

INDEX
Au sommaire du prochain numéro :
© DR
DOSSIER
SPÉCIAL AUTOMOBILE / AUTOMOTIVE
À l’occasion du Mondiale
de l’Auto 2024, la
rédaction revient sur
les moyens d’essai, de
mesure et de simulation
numérique pour le
véhicule autonome,
connecté, hybride et
électrique
ESSAIS ET MODELISATION
SPÉCIAL ÉLECTRONIQUE / CEM
Calculs / essais et validation de modèles dans le
secteur électronique, RF et électromagnétique / CEM
MESURES & CONTRÔLE QUALITÉ
SPECIAL MESURES SOLUTIONS EXPO
Panorama de toute l’instrumentation nécessaire
au technicien de mesure
LE GUIDE DU SALON
Mise en avant de l’événement annuel du salon MSE
Liste des entreprises citées et index des annonceurs
AIRBUS DEFENCE & SPACE....................................... 22
ASTE.............................. 18, 20 et 61 et 3 e de couverture
ASYSTOM...................................................................... 12
AV SIMULATION............................................................ 35
AVNIR ENGINEERING (PUBLI-COMMUNIQUÉ)......... 21
CAD INTEROPE............................................................. 39
COLLÈGE FRANÇAIS DE MÉTROLOGIE (CFM)............ 8
COMSOL................................44, 45 et 2 e de couverture
CONGRÈS INTERNATIONAL DE MÉTROLOGIE (CIM).....8
DB VIB.................................................................... 2 et 26
DEWE SOFT........................................................... 4 et 60
DJB INSTRUMENTS..................................................... 17
DYNAWORKS................................................................ 22
EIKOSIM............................................................... 46 et 47
EVOMESURE (PUBLI-COMMUNIQUÉ)........................ 16
IFM ELECTRONIC......................................................... 12
INSA-ROUEN....................................................... 18 et 20
KNDS AMMO FRANCE................................................. 56
LEMO............................................................................... 7
LNE................................................................................ 52
MAYR ............................................................................ 25
M+P INTERNATIONAL ................................................ 29
MESURES-ET-TESTS .................................................. 11
MESURES SOLUTIONS EXPO ...... 6 et 4 e de couverture
MOOG ............................................................................ 49
MVB ENGINEERING (ACOEM) ........................... 51 et 54
NORELEM..................................................................... 17
PCB PIEZOELECTRONIC............................................. 13
SIDO............................................................................... 10
SIEMENS.............................................................. 38 et 43
SIMETAL 3D (PUBLI-COMMUNIQUÉ)......................... 47
SOCITEC............................................................... 40 et 53
SYMETRIE (PUBLI-COMMUNIQUÉ)............................ 55
TEXYS (PUBLI-COMMUNIQUÉ)................................... 13
VECTOR................................................................ 14 et 15
WEISS (CLIMATS)......................................................... 27
WORMSENSING............................................................ 30
LE CHIFFRE À RETENIR
1 800 Md€
Selon les prévisions du Next Move Strategy Consulting, le
marché mondial de l’intelligence artificielle devrait être valorisé
à plus de 1 800 milliards de dollars en 2030. Toujours sous
le leadership des Gafami et des BATX : en termes de R&D
par exemple, Baidu et Tencent détenaient chacune plus de
9 000 familles de brevets d’IA en 2021, détrônant ainsi IBM
(plus de 7 000). Pour tenter de rattraper le retard français,
la Stratégie nationale pour l’IA (2018-2025) vise à structurer
l’écosystème des acteurs de la recherche en IA, à diffuser l’IA
dans l’économie et à soutenir la R&D dans quelques domaines
prioritaires : IA embarquée, de confiance, frugale, générative...
Cela notamment à travers des financements publics. Les 590
start-up spécialisées que compte notre pays ont par exemple
bénéficié d’1,5 milliard d’euros d’aides en 2022.
(source : LNE)
Retrouvez nos anciens numéros sur :
www.essais-simulations.com
64 IESSAIS & SIMULATIONS • N°157 • mai - juin - juillet 2024

Cycles
Code
Formation
de Base
ou Spécifique
Intervenant et lieu
Durée
en jours
Prix
Adhérent
ASTE HT
Dates proposées
Mécanique vibratoire
Mesure et analyses des phénomènes vibratoires
(Niveau 1)
Mesure et analyses des phénomènes vibratoires
(Niveau 2)
MV1
3 1 650 €
B
IUT du Limousin
MV2 3 1 650 €
Application au domaine industriel (*) MV3 B SOPEMEA (78) 3 1 650 €
Chocs mécaniques : mesures, spécifications, essais
et analyses de risques (*)
Traitement des signaux
MV4
S
Étienne CAVRO, Michel
GIBERT et Frédéric CHOIN
28-30 mai
et 03-05 septembre
04-06 juin
et 10-12 septembre
19-21 mars
et 15-17 octobre
3 1 650 € 19-21 novembre
Traitement du signal avancé des signaux vibratoires (*) TS S
Analyse modale et Pilotage
Pierre-Augustin GRIVELET et
Bruno COLIN (78)
3 1 650 € 08-10 octobre
Pilotage des générateurs de vibration :
principes utilisés et applications
PV S SOPEMEA (78) 3 1 650 € 05-07 novembre
Analyse modale expérimentale et
Initiation aux calculs de structure et essais
AM
S
SOPEMEA ou AIRBUS D&S
(31)
3 1 650 € 05-07 novembre
Climatique
Les fondamentaux des essais climatiques CL B SOPEMEA (78) 2 1 250 € 20-21 novembre
Personnalisation Environnement
Prise en compte de l’environnement mécanique
(norme NFX-50144-3)
Principes de personnalisation de base (*)
P1
S
Bruno COLIN et Pascal LELAN
(78)
3 1 650 € 12-14 novembre
Prise en compte de l’environnement mécanique
(norme NFX-50144-3)
Principes de personnalisation avancées (*)
P2
S
Bruno COLIN et Pascal LELAN
(78)
3 1 650 € 03-05 décembre
Mesure
Extensomètrie : collage de jauge, analyse des résultats
et de leur qualité
M1 S Raymond BUISSON (78) 3 1 900 € 03-05 décembre
Concevoir, réaliser, exploiter une campagne
de mesures (*)
M2
B
Pascal LELAN et Bruno COLIN
(78)
3 1 650 € 26-28 novembre
Fiabilité et Essais
Les essais accélérés et aggravés (*) E1 S Alaa CHATEAUNEF (78) 2 1 250 € 08-10 octobre
Analyse de cause de défaillance (RCA)
sur cartes électroniques (*)
E2 S SERMA (78) 2 1 250 € à définir
Thermométrie
Thermométrie pour les essais vide thermique (*) T S Alain BETTACCHIOLI (78) 1 950 € à définir
Batterie
Stockage énergie électrique : batteries (*) B B SERMA (78) 1,5 1 000 € à définir
CEM
Initiation à la compatibilité électromagnétique (CEM) CEM1 B Groupe EMITECH (78) 2 1 100 €
Méthodes d’essais CEM dans les secteurs de
l’aéronautique et de la défense
Statistiques Appliquées Formation Industrielle
CEM2 B Groupe EMITECH (78-31-49) 2 1 100 €
20-21 mars
et 17-18 septembre
3-4 avril,
11-12 juin
et 11-12 septembre
Introduction to Python with Google Colab SAFI M0 S Distanciel 1 560 € 09 septembre
Statistics for Engineering SAFI M1 S Distanciel 5 2 800 €
11-12-18-19-20
septembre
Reliability Engineering SAFI M3 S Distanciel 5 2 800 €
09-10-16-17-18
décembre
Robust Engineering SAFI M5 S Distanciel 5 2 800 € 15-16-22-23-24 mai
Statistical Applications of Industrial Big Data SAFI M6 S Distanciel 5 2 800 €
Industrial Big Data Analysis and Mining SAFI M8 S Distanciel 5 1 100 €
26-27 Juin et
3-4-5 Juillet
25-26 Septembre
et 2-3-4 Octobre
Formations 2024

LE
SALON
DES
16 ET 17 OCTOBRE 2024
PROFESSIONNELS
DE LA MESURE INDUSTRIELLE
CENTRE DE CONGRÈS - LYON
Une exposition nationale
dédiée aux solutions de la mesure.
Capteurs, systèmes d’étalonnage, métrologie.
Un salon convivial à taille humaine.
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Les dernières innovations techniques et matérielles.
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Ateliers thématiques animés par les exposants et les partenaires.
Cycle de conférences organisé par le CFM.
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de l’ingénieur au technicien, de
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